KE05 - Sidos 5 -kirjan käsitteitä

aktiivinen elektrodi (active electrode)

sähkökemiassa käytetty elektrolyytin kanssa kosketuksissa oleva sähköä johtava materiaali, joka osallistuu hapetus-pelkistysreaktioihin eli hapettuu tai pelkistyy.

aktinoidi (actinide)

jaksollisen järjestelmän f-lohkon alemman rivin alkuaineet eli alkuaineet toriumista lawrenciumiin.

aktivoitumisenergia (activation energy)

pienin energia, joka saa aikaan kemiallisen reaktion. Tämä on reaktion aikana tapahtuvan korkeimman entalpiatason ja lähtöaineiden entalpiatason välinen erotus.

alkalimetalli (alkali metal)

jaksollisen järjestelmän ensimmäisen ryhmän metallit.

anodi (anode)

kemiallisen parin tai elektrolyysin elektrodi, jolla tapahtuu hapettuminen. Kemiallisessa parissa se on negatiivinen elektrodi, elektrolyysissä positiivinen elektrodi.

anodisointi (anodizing)

menetelmä, jossa metallin pinnalle saadaan elektrolyysillä aikaiseksi metallioksidikerros.

delokalisaatio (delocalization)

kvanttimekaaninen ilmiö, jossa elektronilla tai elektronien muodostamalla sidoksella ei ole tarkkaa sijaintia. Esimerkiksi metallisidoksessa metallien ulkoelektroneja on ___ koko metallihilan alueelle.

eksoterminen reaktio (exothermic reaction)

Tällaisessa reaktiossa tuotteiden energia on pienempi kuin lähtöaineiden energia. Reaktio vapauttaa lämpöenergiaa.

eksoterminen tapahtuma (exothermic event)

Tässä tapahtumassa vapautuu energiaa. Esimerkiksi veden jäätyminen on vastaava tapahtuma.

elektrodi (electrode)

kemiallisen parin tai elektrolyysilaitteiston sähköä johtava kappale, jolla tapahtuu hapettuminen tai pelkistyminen. Se voi olla aktiivinen, jolloin se reagoi systeemissä, tai passiivinen, jolloin sen tehtävänä on kuljettaa elektroneja elektrolyyttiin.

elektrolyysi (electrolysis)

sähkövirralla aikaansaatu hapetus-pelkistysreaktio.

elektrolyytti (electrolyte)

sähköä johtava aine, joka vaikuttaa elektrodien välillä esimerkiksi kemiallisessa parissa tai elektrolyysilaitteistossa. Se sisältää vapaasti liikkuvia ioneja ja se voi olla esimerkiksi suolaliuos, suolasulate tai happo- tai emäsliuos.

endoterminen reaktio (endothermic reaction)

reaktiossa tuotteiden energia on suurempi kuin lähtöaineiden energia. Reaktio siis sitoo lämpöenergiaa.

endoterminen tapahtuma (endothermic event)

tapahtumassa sitoutuu energiaa. Esimerkiksi jään sulaminen on tällainen tapahtuma.

entalpian muutos (enthalpy change)

lämpöenergian muutoksiin liittyvä suure. Sen kirjaintunnus on ΔH ja yksikkö on kJ/mol.

epäjalo metalli (base metal)

Metalli, joka reagoi hapon vesiliuoksessa vetykaasua vapauttaen, on tällainen metalli.

galvanointi (galvanization)

sinkillä päällystämistä.

hapetin (oxidizing agent, oxidizer)

aine, joka pelkistyy reaktiossa eli vastaanottaa elektroneja ja aiheuttaa samalla toisen aineen hapettumisen.

hapettuminen (oxidation)

tapahtumassa aine luovuttaa elektroneja toiselle aineelle.

hapetusluku (oxidation state)

teoreettinen varaus, jonka atomi saisi, jos sen muodostamassa sidoksessa elektronit siirtyisivät kokonaan elektronegatiivisemmalle atomille. Nämä ilmoitetaan roomalaisilla numeroilla.

hapetuspotentiaali (oxidation potential)

normaalipotentiaalin eli pelkistyspotentiaalin vastaluku.

Hessin laki (Hess’s law)

laki, jonka mukaan reaktioentalpia on yhtä suuri riippumatta siitä, millaisten välivaiheiden kautta tuote syntyy.

high-tech-metalli (high-tech metal)

yleisnimitys metalleille, joita käytetään viihde-elektroniikassa, tietotekniikassa, sähkö- ja hybridiautoissa sekä hiilineutraaliuteen tähtäävissä teknologioissa kuten aurinkopaneeleissa. Käsite ei ole tarkkaan määritelty.

jalo metalli (noble metal)

Metalli, joka ei reagoi hapon vesiliuoksessa vetykaasua vapauttaen, on tällainen metalli.

kalorimetri (calorimeter)

lämpöä eristävä astia, jossa lämmönvaihto astian ulkopuolelle on minimoitu. Siinä voidaan mitata erilaisiin tapahtumiin liittyviä lämpötilan muutoksia.

katodi (cathode)

kemiallisen parin tai elektrolyysin elektrodi, jolla tapahtuu pelkistyminen. Kemiallisessa parissa tämä on positiivinen elektrodi, elektrolyysissä negatiivinen elektrodi.

kemiallinen pari (electrochemical cell)

virtalähde, joka muodostuu elektrolyytistä tai elektrolyyteistä, kahdesta elektrodista, niitä yhdistävistä johtimista ja mahdollisesta suolasillasta. Siinä hapetus-pelkistysreaktiot saavat aikaan jännitteen.

kennokaavio (cell notation)

Kemiallisen parin kyseinen kuvaaja kertoo lyhyessä muodossa kemiallisen parin rakenteen. Pystyviivoilla erotetaan kemiallisen parin elektrolyyttien ionit ja elektrodit. Mahdollinen suolasilta merkitään kahdella pystyviivalla.

kokonaisreaktio (overall reaction)

yhtälö muodostetaan yhdistämällä hapetus-pelkistystapahtuman puolireaktiot tai reaktiosarjan osareaktiot yhdeksi reaktioyhtälöksi. Siihen ei merkitä prosessin aikana muodostuneita välituotteita.

koksihiili (coke)

kivihiilen kaltainen aine, jossa on vähemmän epäpuhtauksia kuin kivihiilessä. Se palaa kivihiiltä puhtaammin ja tuottaa enemmän lämpöä.

korkeaenergisin orbitaali (highest occupied orbital)

korkeaenergisintä orbitaalia tai alakuorta, jolla on elektroneja.

korroosio (corrosion)

ympäristötekijöiden vaikutuksesta tapahtuvaa hapettumista, joka johtaa materiaalin tuhoutumiseen.

lantanoidi (lanthanide)

jaksollisen järjestelmän f-lohkon ylemmän rivin alkuaineet eli alkuaineet ceriumista lutetiumiin.

liukenemisentalpia ΔHsol (enthalpy of solvation)

entalpian muutosta silloin, kun yksi mooli liuotettavaa ainetta liukenee täydellisesti ylimäärään liuotinta.

litiumioniakku (lithium-ion battery)

kobolttioksidi- ja grafiittielektrodeista rakennettu akku, jossa pienikokoiset litiumionit voivat liikkua elektrodien välillä.

lähdejännite (standard cell potential)

normaalipotentiaalien avulla laskettua potentiaalieroa ja se voidaan määrittää laskemalla yhteen reaktion pelkistys- ja hapetuspotentiaalit.

maa-alkalimetalli (alkaline earth metal)

jaksollisen järjestelmän toisen ryhmän alkuaineet.

malmi (ore)

kiveä tai muuta maa-ainesta, joka sisältää metalleja ja josta metallien eristäminen on taloudellisesti kannattavaa. Malmi on lähes aina heterogeeninen seos.

masuuni (blast furnace)

terästeollisuudessa käytetty suurikokoinen uuni, jossa rauta pelkistetään ja erotetaan rautaoksideista.

mineraali (mineral)

kivimäinen aine, joka koostuu tietystä yhdisteestä tai seoksesta, jolla on selkeä kemiallinen koostumus ja tietty kiderakenne.

muodostumisentalpia ΔHf (enthalpy of formation)

entalpian muutosta, kun yksi mooli yhdistettä muodostuu alkuaineista tietyissä olosuhteissa.

normaalipotentiaali (standard electrode potential)

lukuarvo, jolla kuvataan aineen kykyä pelkistyä. Se määritetään suhteessa normaalivetyelektrodiin.

palamisentalpia ΔHc (enthalpy of combustion)

entalpian muutokseen, kun yksi mooli lähtöainetta palaa täydellisesti.

passiivinen elektrodi (inert electrode)

sähkökemiassa käytetty elektrolyytin kanssa kosketuksissa oleva sähköä johtava materiaali, joka ei hapetu tai pelkisty.

pelkistin (reducing agent, reductant)

aine, joka hapettuu reaktiossa eli luovuttaa elektroneja ja aiheuttaa samalla toisen aineen pelkistymisen.

pelkistyminen (reduction)

tapahtuma, jossa aine vastaanottaa elektroneja toiselta aineelta.

pelkistyspotentiaali (reduction potential)

normaalipotentiaaliarvoa, joka on määritetty pelkistymisreaktiolle. Mitä korkeampi pelkistysreaktion normaalipotentiaaliarvo on, sitä helpommin metalli-ioni pelkistyy metalliatomiksi ja sitä jalompi metalli on kyseessä. Epäjalojen metallien pelkistyspotentiaalit ovat negatiivisia, sillä epäjalot metallit hapettuvat helpommin kuin pelkistyvät.

platinaryhmä (platinum group

näitä metalleja ovat rutenium, rodium, palladium, osmium, iridium, ja platina. Ne ovat kaikki harvinaisia ja arvokkaita metalleja.

polttokenno (fuel cell)

sähköä tuottava laite, johon syötetään polttoainetta, kuten vetyä.

potentiaaliero eli jännite(potential difference)

Elektrodien välinen ____ johtuu elektronien pyrkimyksestä siirtyä negatiiviselta navalta positiiviselle. Se on edellytys sähkövirralle virtapiirissä.

puolireaktio (half reaction)

kirjoitetaan joko hapettumiselle tai pelkistymiselle ja siihen merkitään siirtyvien elektronien määrä. Puolireaktioista voidaan muodostaa hapetus-pelkistysreaktion kokonaisreaktio.

reaktioentalpia (enthalpy of reaction)

reaktion aikana tapahtuvaa entalpian muutosta. Se on toisin sanoen tuotteiden entalpian ja lähtöaineiden entalpian erotus.

reaktiosarja (sequence of reactions)

kahta tai useampaa peräkkäistä reaktiota, jossa edellisen reaktion tuote on seuraavan reaktion lähtöaine.

ruostumaton teräs (stainless steel)

raudan ja kromin seos, jossa on vähintään 10 % kromia. Ruostumattoman teräksen pinnalla on korroosiolta suojaava kromioksidikerros.

ruostuminen (rusting)

raudan korroosiota.

sidosenergia (bond energy)

keskimääräistä energiaa, joka tarvitaan rikkomaan yksi mooli tiettyjä sidoksia, kuten hiiliatomien välisiä yksinkertaisia sidoksia C–C.

siirtymämetalli (transition metal)

alkuaineita, joilla on vajaa d-alakuori tai jotka voivat muodostaa ioneja, joilla on vajaa d-alakuori. Tämän määritelmän perusteella siirtymämetalleihin kuuluvat d-lohkon ryhmät 3–11. Ryhmän 12 metalleilla on vain täysiä d-alakuoria, mutta ne lasketaan joskus mukaan siirtymämetalleiksi.

siirtymätila (transition state)

kemiallisessa reaktiossa muodostuva hyvin lyhytikäinen rakenne, jossa lähtöaineiden sidokset ovat juuri katkeamaisillaan ja tuotteiden sidokset muodostumaisillaan. Se on teoreettinen rakenne, jota ei voida havaita kokeellisesti.

spontaani reaktio (spontaneous reaction)

itsestään tapahtuva reaktio. Kahden metallin välillä tapahtuu spontaani hapetus-pelkistysreaktio, jos niiden välinen lähdejännite on nolla tai suurempi.

suolasilta (salt bridge)

voi olla liuosten välissä oleva ioneja läpäisevä seinämä, suolaliuokseen kostutettu huokoinen paperisuikale tai kylläisellä suolaliuoksella täytetty U-putki. Sen tehtävänä on hidastaa elektrolyyttiliuosten sekoittumista ja siirtää ioneja elektrolyyttiliuoksiin. Kylläistä suolaliuosta sisältävä suolasilta on kuin ionivarasto, josta kulkeutuu positiivisia ioneja pelkistyvän puolen elektrolyyttiin sieltä poistuvien positiivisten ionien tilalle.

sähkökemiallinen jännitesarja (galvanic series)

kaavio, jossa metallit ovat pelkistymiskykynsä mukaisessa järjestyksessä. Metallit on järjestetty epäjaloimmasta jaloimpaan.

sähkökemiallinen korroosio eli galvaaninen korroosio (galvanic corrosion)

kahden metallin kosketuspintaan muodostuvaa kemiallista paria. Kun kosketuspinta altistuu kosteudelle, epäjalomman metallin hapettuminen nopeutuu.

takkirauta (pig iron)

raudan ja hiilen seos. Siinä on paljon terästä korkeampi hiilipitoisuus ja se on kovaa ja haurasta.

teräs (steel)

metalliseos, joka sisältää pääsiassa rautaa ja pieniä määriä hiiltä. Teräs sisältää yleensä myös pieniä määriä muita metalleja.

uhrianodi (galvanic anode)

valmistettu suojattavaa metallipintaa epäjalommasta metallista. Uhrianodi kiinnitetään suojattavan metallin pintaan, jossa se hapettuu ensisijaisesti ja suojaa näin jalompaa metallia.

ulkokuori (valence shell)

Alkuaineatomin ___ tarkoittaa niitä alakuoria, joiden elektronit osallistuvat kemiallisten sidosten muodostamiseen.

valokaariuuni (electric arc furnace)

uuni, jossa metallia kuumennetaan sähkövirran avulla. Esimerkiksi terästä kierrätettäessä se voidaan sulattaa valokaariuunissa.

vetytalous (hydrogen economy)

energiaa siirretään ja varastoidaan vetyä käyttäen.

välituote (intermediate)

Reaktiosarjan ____ sanotaan sitä yhdistettä, joka on jonkin reaktion tuote ja seuraavan reaktion lähtöaine. Välituote kuluu loppuun reaktiosarjan reaktioissa.