Page 11 - No23

A FÉMEK REAKTIVITÁSA

teljes szabadentalpia változásokat. n a töltések száma, E cella a galvánelem
(Egy vegyértékű fémek 2 mólnyi, 3 feszültsége (Volt).
vegyértékűnek 2/3 mólnyi mennyisége Az összefüggés alapján
szükséges 2 elektron leadásához)
A legreaktívabb fém a Li, (legkevesebb az
energiaszükséglete ahhoz, hogy A bemutatott kísérletekben ez a többlet
szilárdfázisból oldatfázisba kerüljön), a szabadentalpia, veszteségként hővé
többi fém reaktivitása az ábrán megjelölt alakult.
sorrendben csökken. Az ábra megerősíti a
bemutatott kísérletekben résztvevő fémek
reaktivitásának sorrendjét is.

Végezetül megvizsgáljuk Zn/Cu teljes
redoxreakcióval együtt járó ΔG
szabadentalpia-változást és megmutatjuk,
Mivel a cinkhez szükséges kevesebb hogy a reakció valóban spontán lezajlik,
energia, hogy oldatba kerüljön, reaktívabb vagyis ΔG<0
fém, mint a réz.
A Hess tétel alapján a helyettesítési
reakció szabadentalpiája a végtermékek és
A bemutatott kísérletekben a reaktívabb a kezdeti anyagok szabadentalpiáinak
fém oldódásához szükséges energiát, a különbsége, amely az előzőek alapján nem A galvánelemekről és az
fordított úton változó, oldatból kiváló fém más, mint, akkumulátorokról, például a Li-
által leadott energia fedezte. akkumulátorok működéséről, a kémiai
A fémek reaktivitásának hajtóereje a energia elektromos energiává történő
fentiek alapján oldatfázisú és szilárdfázisú átalakításáról, a magazin következő
állapotaik közötti szabadenergia- számában megjelenő írás fog
különbség. Minél kisebb ez a különbség, tájékoztatni.
annál reaktívabb lesz a fém, annál A szabadentalpia fentebbi táblázatából az
könnyebben oldódik vízben és helyettesít értékeket behelyettesítve, Pálinkás Gábor
más fémet kémiai reakciókban.
Az alábbi ábra feltünteti több fémre – az
összehasonlíthatóság miatt – két elektron az entalpiaváltozás negatívnak adódik, IRODALOM
leadásával járó oxidációhoz tartozó, a tehát a reakció valóban spontán zajlik le,
fentiekhez hasonló módon számított, a fordítottja viszont nem. Bajnóczy Gábor Termodinamika I.
Kun Róbert, BME, TERMODINAMIKA
A szabadentalpia-változás a rendszer (jegyzet).
maximálisan egyéb munkavégzésre – https://www.webelements.com/lead/
például elektromos munkavégzésre – thermochemistry.html
Klaus Schmidt-Rohr J. Chem. Educ. 2018,
felhasználható energiája. Ezt hasznosítják 95, 1801
az energiatárolásra felhasználható Standard thermodynamical properties of
galvánelemek és akkumulátorok is. substances
Például a Zn/Cu Daniell elem E=1,1 Volt https://en.wikipedia.org/wiki/Ionization_
feszültségének (elektromos hajtóerejének) energies_of_the_elements_(data_page)
http://www.knowledgedoor.com/2/
is a forrása, a Zn/Cu redoxreakció, ∆G= elements_handbook/cohesive_energy.html
-213 kJ/mol szabadentalpia változása. A Michael D. Tissandier, at al. J. Phys. Chem.
galvánelemek feszültsége és a A 1998, 102, 7787
szabadentalpia-változás közötti Fawcett, W. R. Thermodynamic Parameters
összefüggést Nernst határozta meg; for the Solvation of Monatomic Ions in
Water. J.
ahol F=96,5 (kJ/Volt) a Faraday állandó, Phys. Chem. B 1999, 103, 11181.
Sulinet_termokémia

KÉMIAI PANORÁMA 23. SZÁM, 2020. ÉVFOLYAM 1. SZÁM 11