1. Światło i jego właściwości. Co to jest promieniowanie monochromatyczne?

- szybkość światła to 300000 km/s,

- jest zarówno falą elektromagnetyczną jak i strumieniem fotonów (tzw. dualizm korpuskularno-falowy),

- zakres długości fali: 380 - 780 nm (zależnie od wrażliwości oka człowieka),

- światło w ośrodkach innych niż próżnia porusza się wolniej,

- światło ulega zjawiskom m.in.: dyfrakcji, interferencji, odbiciu, załamaniu, rozszczepieniu, polaryzacji...

PROMIENIOWANIE MONOCHROMATYCZNE - promieniowanie o jednej długości fali.

2. Na czym polega dyspersja światła?

Dyspersja to zjawisko polegające na rozszczepieniu wiązki światła składającej się z fal o różnych częstotliwościach na wyraźnie oddzielone od siebie fale. Zjawisko to obserwujemy w pryzmacie szklanym, kiedy skierujemy na niego cienką wiązkę światła słonecznego lub światła białego z żarówki. Ponieważ światło słoneczne (światło białe) jest mieszaniną wszystkich barw od fioletowej do czerwonej, to już w pryzmacie, a potem jeszcze raz po wyjściu z niego ulega ono rozszczepieniu na poszczególne barwy. Przyczyną rozszczepienia światła jest zależność współczynnika załamania światła od częstotliwości fali świetlnej. Każdej barwie odpowiada inna częstotliwość fali, i tak światło czerwone ma częstotliwość fcz ≈ 4,3 · 10 do 14-ej Hz, , a światło fioletowe - ff ≈ 7 5 · 10 do 14-ej Hz. Częstotliwości pozostałych barw zawarte są w tym przedziale. Ponieważ każda barwa ma inną częstotliwość fali, to każda załamuje się pod innym kątem, dzięki czemu mogą się rozdzielić. Dla promieniowania monochromatycznego zjawisko dyspersji nie występuje.

3. Z czym związane jest wrażenie barwy? Co to znaczy, że barwa jest biała lub czarna?

Wrażenie barwy jest związane z selektywnym pochłanianiem światła przez daną substancję. Substancja barwna pochłania ze światła białego barwę komplementarną do jej własnej. Widoczne jest TYLKO to promieniowanie, które nie uległo zaabsorbowaniu.. Promieniowanie to jet odbierane jako barwa dopełniająca, na którą składają się poszczególne rodzaje przepuszczonych fal elektromagnetycznych.

- czarna - wszystkie absorbowane

- biała - wszystkie odbite

4. Barwa substancji a jej budowa chemiczna (chromofory, auksochromy).

Barwa substancji jest bezpośrednio związana z jej budową chemiczną. Zgodnie z teorią elektronową, przyczyną barwy związków jest obecność w cząsteczkach sprzężonych elektronów (pi), które łatwo ulegają wzbudzeniu.

CHROMOFORY zawierają sprzężone lub odosobnione wiązanie podwójne, w którym elektrony szczególnie łatwo ulegają wzbudzeniu i przechodzą na inne poziomy energetyczne. Przejście takie powoduje absorpcję lub emisję kwantu światła. Im dłuższy jest układ sprzężonych wiązań, tym łatwiej układ elektronów (pi) ulega wzbudzeniu.

AUKSOCHROMY pogłębiają działanie chromoforów. Przesuwają absorpcję w kierunku fal dłuższych (efekt batochromowy) lub krótszych (efekt hipsochromowy).

5. Wyjaśnij pojęcia: absorpcja, absorbancja.

ABSORBANCJA - logarytm dziesiętny stosunku natężeń promieniowania padającego na próbkę do natężenia promieniowania przechodzącego przez próbkę.

A = log I_o/I

Absorpcja jest procesem fizycznym pochłaniania promieniowania elektromagnetycznego, które przechodzi przez próbkę, natomiast absorbancja jest wielkością fizyczną charakteryzującą ilościowo ten proces. Obecnie stosujemy termin absorbancja w sytuacji, w której obniżenie natężenia promieniowania przechodzącego przez próbkę jest uwarunkowane procesem jego absorpcji (stosując termin turbidancja, gdy przyczyną obniżenia natężenia promieniowania przechodzącego przez próbkę jest rozpraszanie światła).

ABSORPCJA - proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. W procesie absorpcji światło zachowuje się jak strumień cząstek elementarnych i może być pochłaniane tylko w określonych porcjach, których wielkość zależy od częstotliwości światła ν

gdzie h - stała Plancka.

Kwant światła, czyli foton niosący tę określoną porcję energii może oddziaływać z elektronem walencyjnym w atomie substancji ośrodka. Jeżeli energia fotonu równa jest różnicy energii pomiędzy dowolnym stanem wzbudzonym elektronu a stanem podstawowym, wówczas foton zostanie pochłonięty (następuje absorpcja fotonu). Gdy energia fotonu jest inna, wówczas albo przechodzi on przez substancję bez przeszkód, albo jest rozpraszany. Na skutek absorpcji fotonu atom przechodzi w stan wzbudzenia o wyższej energii. Wzbudzone atomy powracają do stanu podstawowego emitując foton o takiej samej lub mniejszej energii. Zmniejszenie energii emitowanego fotonu w porównaniu z energią fotonu absorbowanego nosi nazwę luminescencji.

6. Prawo Lamberta-Beera i ograniczenia w jego zastosowaniu.

Absorbancja jest bardziej użyteczna niż transmisja (stosunek natężenia promieniowania przechodzącego przez badaną próbkę do natężenia promieniowania padającego na próbkę I/I₀). Jest proporcjonalna do stężenia substancji absorbującej w roztworze i grubości warstwy absorbującej.

Prawo Lamberta-Beera:

A = ε * c * l

ε - współczynnik absorpcji, który charakteryzuje intensywność absorpcji promieniowania elektromagnetycznego przez daną substancję przy określonej długości fali. Współczynnik ten jest wielkością stałą, zależną od długości fali światła padającego, natury substancji rozpuszczonej i od temperatury. Jeżeli stężenie wyrażone jest w [mol/L] to współczynnik absorpcji nazywamy molowym współczynnikiem absorpcji ε , natomiast dla stężenia procentowego -
nazwanego współczynnikiem absorpcji właściwej.

c - stężenie roztworu

l - grubość warstwy roztworu, przez który przechodzi wiązka światła

Odchylenia od Prawa Lamberta-Beera:

Prawo L-B spełniają substancje niezjonizowane lub zjonizowane całkowicie, czyli takie, których budowa nie ulega zmianie wraz ze zmianą stężenia.

Odchylenia podstawowe:

- spełnione dla roztworów rozcieńczonych: c < 0,01 mol/dm³ ( dla roztworów bardziej stężonych to prawo nie ma racji bytu, gdyż mogą się tworzyć agregaty, itp.)

- niespełnione dla związków, które wykazują fluorescencję

Chemiczne:

- zachodzące reakcje, które zmieniają właściwości optyczne

Aparaturowe:

- brak monochromatyczności

- występowanie promieniowania rozproszonego

Przyczyny odchyleń:

1. Zmiany w strukturze związku (polimeryzacja cząsteczek lub asocjacja, zjawisko hydratacji)

2. Wpływ rozpuszczalnika (zmiana stężenia, powstawanie kompleksów pośrednich, reakcje rozpuszczalnika z substancją barwną)

- pH - indykatory pH

- zmiany zabarwienia w czasie (niestabilny roztwór)

- temperatura

- dysocjacja

- zanieczyszczenia

7. Nefelometria - istota metody. Co to są koloidy - podaj definicję i przykłady.

Często się zdarza, że jakaś substancja występująca w śladowych ilościach w analizowanej próbce, musi być szybko i równocześnie możliwie dokładnie oznaczona ilościowo, jednak nie można ją przeprowadzić w kompleks przydatny do analizy spektrofotometrycznej. Stosunkowo zaś łatwo można tę substancję wytrącić w postaci bardzo rozdrobnionej, koloidalnej zawiesiny w jakimś rozpuszczalniku. O ile taka zawiesina jest bezbarwna (lub prawie bezbarwna), a poszczególne jej cząstki są prawie monodyspersyjne (jednakowego kształtu i jednakowych rozmiarów) i jeżeli ponadto taka zawiesina jest trwała (nie ulega koagulacji) i w dostatecznie długim przedziale czasu jej własności optyczne nie ulegają zmianie, dobrą metoda analityczną okazuje się metoda turbidymetryczna lub nefelometryczna. Zarówno jedna, jak i druga metoda polega na pomiarze wielkości zwanej zmętnieniem związanej zależnością wprost proporcjonalną z liczbą cząstek wywołujących mętność roztworu.

NEFELOMETRIA - metoda opierająca się na pomiarze natężenia światła rozproszonego przez zawiesinę pod kątem różnym od 180^o w stosunku do warstwy padającej (najczęściej pod kątem 90 i 45 stopni). Pomiar natężenia światła rozproszonego może być wykorzystywany do oznaczania stężenia, a także do określenia stopnia rozdrobnienia koloidów, gdyż natężenie światła rozproszonego zależy od wielkości cząstek substancji rozpraszającej.

I_n = I_o * K * c

KOLOID - niejednorodny układ złożony z fazy rozpraszającej i fazy rozproszonej. Cząsteczki fazy rozproszonej są wielkości od 1-100 nm. Koloidy są roztworami przejściowymi między roztworami rzeczywistymi i zawiesinami. W układach biologicznych fazą rozpraszającą jest woda. Innym przykładem jest mleko. Najbardziej znanym koloidem jest cytoplazma. Koloid w zależności od stopnia uwodnienia może być w postaci żelu (mniej uwodniony) lub zolu (bardziej uwodniony).

8. Spektroskopia atomowa - definicje: stanu podstawowego i wzbudzonego atomu, emisji i absorpcji atomowej.

STAN PODSTAWOWY - stan atomu charakteryzujący się najmniejszą energią dla podstawowej konfiguracji elektronów.

STAN WZBUDZONY - dostarczenie do atomu odpowiedniej, charakterystycznej dla niego energii powoduje przeniesienie elektronu walencyjnego do poziomu o wyższej energii.

Techniki analityczne:

EMISJA ATOMOWA - wzbudzenie atomów przez dostarczenie im energii termicznej (płomień, łuk elektryczny, plazma) - pomiar emisji (długości i intensywności) promieniowania.

ABSORPCJA ATOMOWA - atomy wzbudza się wiązką promieniowania o odpowiadającej i energii, pomiar (zmiany intensywności wiązki I_o) absorpcji.

9. Podstawowe różnice pomiędzy spektrometrią emisyjną i absorpcyjną.

W metodach emisyjnych nie ma konieczności używania zewnętrznego źródła promieniowania.

*FES - długi, chudy płomień

ASA - szeroki, niski płomień

10. Budowa i zasada działania fotometru płomieniowego.

Gaz palny, najczęściej acetylen, oraz gaz utleniający, zwykle powietrze lub tlen, doprowadzane są pod regulowanym ciśnieniem. Sprężony strumień powietrza zasysa analizowany roztwór przez rurkę kapilarną do rozpylacza, gdzie ulega on rozpyleniu do aerozolu. Rozpylony roztwór wraz z powietrzem przechodzi przez łapacz kropel i trafia do komory mieszania, w której miesza się z acetylenem. Powstała mieszanina spala się w płomieniu palnika, a zawarte w zasysanym roztworze pierwiastki ulegają wzbudzeniu. Emitowane przez nie promieniowanie koncentrowane jest przez zwierciadło wklęsłe i kierowane przez układ soczewek skupiających na filtr. Aparat wyposażony jest w filtry, zwykłe lub interferencyjne, umieszczone w pierścieniu, którego obrót powoduje wprowadzenie w bieg promieni odpowiedniego filtru. Selektywnie wybrane przez filtr promieniowanie przechodzi przez regulowaną przysłonę i pada na fotoogniwo selenowe. Powstały w nim prąd, mierzony przez czuły galwanometr lusterkowy, jest proporcjonalny do natężenia promieniowania emitowanego przez wzbudzone atomy oznaczanego pierwiastka, co pozwala określić jego stężenie

11. Budowa i zasada działania spektroskopu absorpcji atomowej.

12. Budowa i zasada działania polarymetru.

13. Na czym polega polaryzacja światła? Które substancje można oznaczać polarymetrycznie?

14. Prawo podziału Nernsta.

Określa sposób w jaki dowolna substancja chemiczna ulega podziałowi pomiędzy dwie oddzielone od siebie ale pozostające w kontakcie fazy.

Prawo podziału Nernsta wyraża się wzorem:

gdzie:
- stała podziału substancji X pomiędzy fazy "1" i "2" (zwana też współczynnikiem podziału),
- stężenie substancji X w fazie "i"

Należy podkreślić, że równanie określa równowagowe stężenia w obu fazach, natomiast ilości substancji w obu fazach zależą od objętości (stosunku objętości) obu faz.

W powyższym wzorze stężenie
(do wyrażenia stężenia często używa się symbolu
) można składnika obecnego w fazie gazowej zastąpić ciśnieniem
wg wzoru wynikającego z równania Clapeyrona (równania stanu gazu idealnego):

oraz

15. Podział i charakterystyka technik chromatograficznych.

Polecam stronę: http://www.atrinbiotech.us.edu.pl/przedmioty/HPLC/HPLC_wyklady.pdf

1. CHROMATOGRAFIA CIECZOWA - faza ruchoma to ciecz przepływająca przez kolumnę w sposób ciągły. Roztwór analizowany przepuszcza się przez kolumnę z wypełniaczem i po przemyciu wodą destylowaną otrzymane frakcje miareczkuje się mianowanymi odczynnikami.

2. CHROMATOGRAFIA GAZOWA - faza ruchoma to gaz. Próbkę wstrzykuje się przed kolumną do strumienia fazy ruchomej (gazu obojętnego). Za kolumną znajduje się detektor czuły na zmiany składu gazu. Efektem jest barwny chromatogram.

3. CHROMATOGRAFIA NADKRYTYCZNA - eluentem jest gaz w stanie nadkrytycznym.

16. Czym różni się chromatografia cieczowa od gazowej?

17. Wyjaśnij pojęcia: eluent, eluat, elucja, czas retencji, chromatogram.

ELUENT - Eluent - czynnik wymywający. W chemicznej technice analitycznej zwanej chromatografią jest to płyn (gaz lub ciecz), który pełni funkcję czynnika przenoszącego analizowaną mieszaninę przez złoże, na którym następuje jej rozdział na poszczególne związki. Eluentami są zwykle związki chemiczne o niskiej masie cząsteczkowej, które nie reagują ze złożem i przechodzą przez to złoże przy jak najmniejszych oporach przepływu. Na wynik analiz chromatograficznych bardzo duży wpływ ma czystość eluentów. Niektóre z technik chromatograficznych (elektroforeza, HPLC) wymagają też odgazowywania eluentów.

ELUAT - frakcje odbierane z chromatografów (np. gazowych), zawierające kolejno wymywane z kolumn związki chemiczne - składniki rozdzielanych mieszanin

ELUCJA - proces wymywania za pomocą fazy ruchomej substancji adsorpcjowanej wcześniej na fazie stałej. Faza ruchoma stosowana do elucji (może to być jedna lub mieszanina kilku substancji) nosi nazwę eluentu, a faza wypływająca z fazy stałej to eluat.

CZAS RETENCJI - czas jaki upływa od chwili wprowadzenia substancji na kolumnę do momentu pojawienia się maksimum piku na chromatogramie.

CHROMATOGRAM - efekt rozdziału chromatograficznego. Wykres wskazań sygnału uzyskanego w detektorze w funkcji czasu. Zapis stężenia pojedynczej substancji w funkcji czasu ma postać krzywej Gaussa i nosi nazwę piku.

18. Do jakich celów bywa wykorzystywana chromatografia? Jej zalety i wady.

Chromatografia służy do celów analitycznych, preparatywnych (otrzymywania czystych substancji), w badaniach fizykochemicznych. Stosuje się ją w przemyśle petrochemicznym, ochronie środowiska, kryminalistyce, kontroli antydopingowej, przemyśle spożywczym.

ZALETY - bardzo szybkie i dokładne rozdziały mieszanin; szybki czas analizy; możliwość użycia bardzo niewielkiej ilości analizowanej substancji; dobry system detekcji.

WADY - składniki próbki analizowane metodą chromatografii gazowej muszą być lotne i trwałe w temperaturze analizy;

19. Najważniejsze elementy budowy chromatografu.

Elementy budowy chromatografu gazowego:

zbiornik gazu

dozownik

kolumna

detektor

rejestrator

20. Istota przewodzenia prądu przez przewodniki metaliczne i elektrolity.

Atomy pierwiastków tworzących wiązania metaliczne charakteryzują się tym, że ich zewnętrzne elektrony walencyjne są przyciągane przez Jądro znacznie słabiej Niż u atomów pierwiastków niemetalicznych. Przy kondensacji par metali elektrony walencyjne tracą wieź z oddzielnymi atomami i stają się wspólne dla całego kryształu wiążąc ze sobą rdzenie atomowe. Przewodnictwo elektryczne w ciałach stałych polega na ruchu nośników ładunków elektrycznych, np. elektronów; Wartość przewodnictwa zależy, więc od Liczby tych nośników w ciałach stałych. Pod tym względem ciała stałe dzielą się na 3 grupy: przewodniki (metale), Półprzewodniki i dielektryki (izolatory). Wraz ze wzrostem temp. Przewodnictwo elektryczne przewodników (metali) maleje, natomiast w temperaturach bliskich 0°K Staje się ono bardzo duże (nadprzewodnictwo). Przewodnictwo półprzewodników i dielektryków rośnie ze wzrostem temp.; w temp. niskich Półprzewodniki, praktycznie biorąc, nie przewodzą prądu elektrycznego.

21. Definicje: elektrolitu, przewodzenia prądu, przewodności właściwej, półogniwa, klucza elektrolitycznego, SEM.

Elektrolit - termin, który ma dwa różne znaczenia:

1. Roztwór zdysocjowanych substancji jonowych, bądź też ciekła forma stopionej substancji jonowej. W roztworze pojawiają się swobodne jony, na skutek czego może ona np. przewodzić prąd elektryczny; np. wodne roztwory soli, kwasów i zasad, oraz stopy tych związków. Elektrolity te dzieli się na mocne i słabe, w zależności od ich stopnia dysocjacji:

elektrolity mocne, całkowicie zdysocjowane na jony: wodorotlenki litowców i berylowców; wyłączając wodorotlenek berylu oraz magnezu, kwasy, np. HCl, HI, HBr, H₂SO₄, HNO₃, HClO₄, oraz większość nieorganicznych soli rozpuszczalnych w wodzie (do wyjątków należą np. sole rtęci - Hg(CN)₂, Hg₂Cl₂ - w których wiązanie metalu z anionem" jest w dużym stopniu kowalencyjne) - takie sole tworzą kryształy jonowe.

elektrolity słabe: tylko częściowo zdysocjowane na jony - np. H₂S, H₂SO₃, HNO₂, CH₃COOH.

2. Z technicznego punktu widzenia, nazywa się też każde medium, zdolne do jonowego przewodzenia prądu elektrycznego - czyli zdolne do przekazywania jonowo ładunku między elektrodami. Zgodnie z tą definicją elektrolitem jest sam roztwór przewodzący prąd elektryczny. Np.:

• porowate gąbki lub materiały ceramiczne nasączone roztworami soli, kwasów i zasad.

• usieciowane polimery posiadające kanały jonowe, czyli puste obszary, przez które mogą wędrować swobodne jony.

• substancje krystaliczne, w których istnieją kanały jonowe, lub które są zdolne do absorbowania i uwalniania jonów okludowanych w sieci krystalicznej.

Przewodnictwo elektryczne - zjawisko skierowanego przenoszenia ładunków elektrycznych przez dodatnie lub ujemne nośniki (np. elektrony, jony) zachodzące w ośrodku materialnym pod wpływem przyłożonego zewnętrznego pola elektrycznego.

Zależnie od rodzaju ładunków stanowiących prąd elektryczny wyróżnia się następujące mechanizmy (rodzaje) przewodnictwa elektrycznego:

elektronowe - nośnikami ładunku są elektrony.

dziurowe - nośnikami ładunku są elektrony poruszające się w paśmie walencyjnym (podstawowym) - stosuje się opis przewodnictwa za pomocą poruszającej się "dziury" o ładunku dodatnim.

jonowe - nośnikami ładunku są jony.

mieszane - nośnikami ładunku są zarówno elektrony, jak i jony.

Konduktywność (przewodnictwo właściwe, przewodność elektryczna właściwa) to wielkość fizyczna charakteryzująca przewodnictwo elektryczne materiału. Konduktywność wiąże gęstość prądu elektrycznego w materiale z natężeniem pola elektrycznego powodującego przepływ tego prądu

,

gdzie:

- gęstość prądu elektrycznego,

- natężenie pola elektrycznego.

Półogniwo- układ składający się z co najmniej dwóch faz, które mają kontakt i mogą wymieniać jony.

Półogniwo chemiczne (galwaniczne) - część ogniwa zbudowana z elektrody, przewodnika metalicznego i roztworu, w którym zanurzona jest elektroda

Półogniwo to struktura zawierająca przewodzącą elektrodę oraz otaczający ją przewodzący elektrolit oddzielony przez naturalnie występującą podwójną warstwę Helmholtza. Reakcja chemiczna wewnątrz tej warstwy chwilowo pompuje ładunek elektryczny pomiędzy elektrodą a elektrolitem, w wyniku czego powstaje napięcie elektryczne pomiędzy nimi. Typowa reakcja anody wiąże atom metalu w elektrodzie i rozpuszcza się on i jest transportowany jako jon dodatni pomiędzy podwójną warstwą, powodując, że elektrolit potrzebuje dodatniego ładunku elektrycznego, podczas gdy anoda ujemnego ładunku. Rosnące napięcie elektryczne tworzy silne pole wewnątrz podwójnej warstwy i potencjał rośnie do momentu gdy pole zatrzyma reakcję pompowania ładunków. Ta samoograniczająca się operacja występuje niemal cały czas w izolowanym półogniwie. W praktycznych zastosowaniach dwa różne półogniwa są właściwie połączone ze sobą i tworzą ogniwo galwaniczne.

Zwykłe półogniwo, używane w elektrochemii, zawiera elektrodę metalową w 1-molowym (1 mol/dm³) roztworze wodnym soli metalu, przy temperaturze 298 K (25 °C). Serie elektrochemiczne, które składają się ze zwykłych potencjałów elektrodowych i są ściśle związane z seriami reaktywnymi, generowanymi przez pomiar różnicy potencjałów pomiędzy półogniwem metalowym w obwodzie ze zwykłym półogniwem wodorowym, połączonymi za pomocą klucza elektrolitycznego.

Standardowe półogniwo wodorowe

2H⁺(aq) + 2e⁻ → H₂(g)

Półogniwa ogniwa Daniella:

Oryginalne równanie

Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu

Półogniwo z (anodą) cynku

Zn → Zn²⁺ + 2e⁻

Półogniwo z (katodą) miedzi

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Klucz elektrolityczny - rodzaj półprzepuszczalnej przegrody lub naczynia z elektrolitem spełniający rolę łącznika dwóch półogniw w ogniwie galwanicznym. Klucz elektrolityczny zapewnia przepływ prądu elektrycznego między półogniwami i jednocześnie uniemożliwia mieszanie się elektrolitów wchodzących w skład półogniw.

Klucz elektrolityczny w znacznym stopniu eliminuje niepożądany w pomiarze siły elektromotorycznej SEM efekt „potencjału dyfuzyjnego”.

W metalach nośnikami ładunku są swobodne elektrony. Oznacza to, że obok nich muszą znajdować się jony dodatnie (całość dowolnego fragmentu metalu jest elektrycznie obojętna). Metale składają się więc z umieszczonych w węzłach sieci krystalicznej kationów otoczonych ruchliwymi elektronami. Po zanurzeniu elektrody metalicznej w roztworze drobna część (wizualnie niemożliwa do stwierdzenia) ze znajdujących się na powierzchni kationów opuszcza swoje miejsca i przechodzi do fazy ciekłej. Kationy nie odpływają jednak daleko -- utrzymywane są tuż przy powierzchni elektrody siłami przyciągania elektrostatycznego (w metalu pozostały nadmiarowe elektrony). Cały proces trwa ułamek sekundy. Od tej chwili elektroda znajduje się w stanie równowagi z roztworem -- w jednostce czasu taka sama liczba jonów opuszcza jej powierzchnię, co osadza się na niej z powrotem. Dla każdego z metali równowaga ustala się na innym poziomie.

Po połączeniu elektrod wykonanych z różnych metali elektrony przemieszczą się z miejsca, w którym jest ich więcej, do tego, w którym znajduje się ich mniej. Pierwsze z nich to anoda ogniwa, a drugie -- katoda. Oczywiście przepływ elektronów powoduje zaburzenie ustalonej równowagi. W konsekwencji (porównajmy zapisane dla ogniwa Daniella procesy zachodzące na anodzie i katodzie):

• na ujemnej anodzie ubywa elektronów, zatem coraz więcej kationów metalu przechodzi do roztworu;

• na dodatniej katodzie przybywa elektronów, co oznacza, że kationy z roztworu osadzają się na elektrodzie.

Jako całość roztwór elektrolitu jest elektrycznie obojętny, więc nadmiar lub niedobór kationów metalu musi zostać zrekompensowany przez migrację odpowiednich jonów z klucza elektrolitycznego. Taki jest mechanizm działania ogniw galwanicznych.

Siła elektromotoryczna (SEM) - czynnik powodujący przepływ prądu w obwodzie elektrycznym równy energii elektrycznej uzyskanej przez jednostkowy ładunek przemieszczany w urządzeniu (źródle) prądu elektrycznego w przeciwnym kierunku do sił pola elektrycznego oddziałującego na ten ładunek.

22. Rodzaje elektrod. Budowa elektrody kalomelowej.

Elektrody porównawcze i wskaźnikowe (pomiarowe)

Elektroda kalomelowa zbudowana jest z rurki szklanej zawierającej rtęć, warstwę kalomelu (HgCl₂) i roztwór KCl. Kalomel w niewielkim stopniu rozpuszcza się , wiec rtęć styka się z roztworem swoich jonów (Hg²⁺), co jest źródłem potencjału elektrody. Jego wartość zależy tylko od stężenia (aktywności) jonów Hg²⁺, które z kolei określa iloczyn rozpuszczalności (Ir) kalomelu w środowisku KCl: IrHg₂Cl₂=[aHg²⁺]·[aCl^-]²=const

aHg₂²⁺= IrHg₂Cl₂ / [aCl^-]² W rzeczywistości więc potencjał elektrody zależy od stężenia Cl-. Im bardziej stężony będzie roztwór KCl, tym mniejsza będzie rozpuszczalność HgCl₂, mniejsze stężenie Hg²⁺ i dodatni ładunek elektrody będzie mniejszy. Potencjał elektrody kalomelowej po zamontowaniu w ogniwo jest stały, niezależny od stężenia badanego roztworu. Gdy w czasie pomiaru odbieramy z elektrody elektrony wówczas okreslona ilość rtęci metalicznej przechodzi do roztworu w formę jonową. Jednak wobec nadmiaru jonów Cl- jony rtęci wytracają się w formie osadu kalomelu. Przy doprowadzeniu elektronów do układu, jony rtęci przechodzą w rtęć metaliczną, ale jednocześnie odpowiednia ilość kalomelu ulega rozpuszczeniu. W obu przypadkach stężenia jonówHg₂²⁺ i Cl^- nie zmienia się tym samym potencjał elektrody jest stały.

23. Czynniki determinujące przewodnictwo roztworów.

24. Budowa i działanie ogniwa Daniella.

Ogniwo Daniella - ogniwo galwaniczne, w którym pierwsze półogniwo stanowi elektroda cynkowa zanurzona w roztworze siarczanu cynku ZnSO4, a drugie elektroda miedziana zanurzona w roztworze siarczanu miedzi CuSO4. W ogniwie tym oba półogniwa nie stykają się ze sobą bezpośrednio lecz są połączone kluczem elektrolitycznym, najczęściej wykonanym z roztworu chlorku potasu (KCl) w agar-agarze. Klucz elektrolityczny uniemożliwia mieszanie się roztworów elektrolitów oraz zapobiega gromadzeniu się nadmiaru ładunku ujemnego bądź dodatniego w zależności czy rozpatrujemy anodę czy katodę.

25. Miareczkowanie konduktometryczne (miareczkowanie mocnego kwasu mocną zasadą, miareczkowanie słabego kwasu mocną zasadą, miareczkowanie mieszaniny mocnego i słabego kwasu mocną zasadą - istota metod i krzywe miareczkowania).

---