Стандартный водородный электрод



И электродные потенциалы

Абсолютное значение электродного потенциала металлического электрода ЕZn2+/Zn (скачок потенциала) определить невозможно. В связи с этим на практике выбирают так называемый электрод сравнения, потенциал которого принимают равным нулю при любой температуре и относительно него измеряют потенциалы всех других электродов. В электрохимии в качестве электрода сравнения выбран стандартный водородный электрод (СВЭ).

Потенциал стандартного водородного электрода принимается равным нулю при любой температуре. Е02Н+/Н2=0

В стандартном водородном электроде (СВЭ) пластина из платины, покрытая высокодисперсной платиной, погружается в раствор серной кислоты, в котором активность (концентрация) ионов водорода H + = 1 моль/л. Электрод омывается током газообразного водорода, давление которого над раствором равно 105 Па (1 бар).

Если создавать гальваническую пару между металлическим электродом и водородным электродом, то можно измерить потенциалы всех металлов, так

 


как ЭДС гальванического элемента Pt, H 2 | 2H + || M z+ | M при p = 10 5 Па (1 бар), H+ = 1 моль/л соответствует потенциалу системы MZ + | M .

Если расположить потенциалы металлов в порядке возрастания, то получится ряд напряжения металлов (ряд Бекетова).

Факторы, влияющие на величину электродного потенциала:

· Природа металла: чем большей химической активностью обладает металл, тем легче он растворяется, тем отрицательнее потенциал.

· Концентрация ионов металла в растворе: чем больше концентрация катионов в растворе, тем положительнее потенциал.

· Температура: с повышением температуры потенциал становится более положительным.

Относительное расположение металлов в ряду стандартных электродных потенциалов характеризует их относительную активность в процессах окисления и восстановления.

1. Чем меньше значение стандартного электродного потенциала, тем сильнее выражена способность металла отдавать электроны. С увеличением Е 0 система менее активно отдает электроны.

2. Металл, не разлагающий воду, вытесняет (восстанавливает) все следующие за ним в ряду металлы из водных растворов их солей.

3. Все металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов левее водорода, вытесняют (восстанавливают) его из разбавленных кислот (типа разбавленных серной или соляной), а металлы, стоящие правее, не вытесняют водород.

4. Чем больше разница значений стандартных электродных потенциалов двух металлов, тем большую ЭДС будет иметь построенный из них гальванический элемент.

 Зависимость электродного потенциала от температуры и концентрации была изучена Нернстом. Им было получено следующее уравнение:

 

Е=Е0 + ln a оквос                                ИЛИ:

 


R – газовая постоянная, 8,31 Дж/моль∙К;

F – число Фарадея, 96500 Кл/моль;

а – активность электролита;

Т – абсолютная температура, К;

E0 – стандартный электродный потенциал.

Это уравнение написано для процесса восстановления; при температуре 25С R =8,31, F =96500 K ln =2,3 lg уравнение преобразуется:

Е=Е0 + lga оквос        

Для металлической пластинка, опущенная в раствор уравнение принимает вид:

Е=Е0+ lg а Ме n +

В разбавленных растворах электролитов активности можно заменить на концентрации частиц (a = C). Предполагается fa =1, то an + MeMe n +

Е=Е0 + lg C Ме n +


Дата добавления: 2022-12-03; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!