Potențialele de electrod standard
Acasă | Despre noi | feedback-ul
Electrodul și potențialul de electrod
Procesele de interconversia forme chimice și electrice de energie sunt numite electrochimica. Acestea pot fi împărțite în două grupe principale: 1) procesele de transformare a energiei chimice în energie electrică (celule electrochimice); 2) procesele de conversie a energiei electrice în energie chimică (electroliza).
Studiul proceselor electrochimice implicate în electrochimie.
Prin procese includ fenomene electrochimice care au loc la interfața dintre cele două faze care implică particule încărcate (electroni și ioni), de exemplu, prin imersarea plăcilor de metal în apă.
Pentru toate metalele sunt caracterizate prin proprietatea unui grad mai mare sau mai mică, solubilă în apă. Când acest lucru are loc interacțiunea dintre suprafața atomilor de metal-ion zăbrele, cu moleculele de apă polare. Ca rezultat, cationi hidratați metalici (oxidare) în soluție, lăsând electronii din metal. placa de metal devine încărcat negativ, iar stratul apropiat electrod al soluției - pozitiv. În metal - soluție strat dublu electric este caracterizat printr-o diferență de potențial).
Când metalul este cufundat într-o soluție de sare se produce, de asemenea, un strat dublu electric. În acest caz, există două posibile mecanismul de formare a acesteia. În cazul în care concentrația ionilor din soluție este suficient de mică sau metalul activ, placa metalică este încărcată negativ. În cazul în care concentrația de cationi metalici în soluție este ridicat de metal sau inactiv, o placă metalică este încărcată pozitiv. potențial de metal atribuit semnului, care are loc la suprafața sa un strat dublu electric.
Un sistem format dintr-un metal, coborât în soluție de sare propriu, numit electrod redox și caracterizat sau un anumit potențial de electrod.
Electrodul de hidrogen este format dintr-o placă de platină acoperită cu platină neagră (platină electrodepuse). Electrodul este imersat în soluția acidă cu o concentrație de ioni de hidrogen de 1 mol / l și se spală cu un jet de gaz de hidrogen la 1 atm. la 25 ° C
Când este saturată cu hidrogen pe suprafața de platină din metal - soluție un echilibru este stabilit H2 2H + D. care se caracterizează prin anumită valoare a capacității de salt a potențialului care este luat în mod convențional ca zero (când toate valorile de temperatură).
denota Convențional hidrogen schema electrod 2H + | H2. Pt, în cazul în care bara verticală reprezintă interfața de fază.
ecuația Nernst pentru acest electrod are forma
Având în vedere că lg [H +] = - pH, obținem
Astfel, potențialul unui electrod de hidrogen primește o valoare negativă, cu o creștere a presiunii hidrogenului și a pH-ului.
Potențialele de electrod standard
În cazul în care metalul este imersat într-o soluție de sare cu o concentrație de cationi de 1 mol / litru, potențialul electrodului este constantă, la o anumită temperatură și presiune. O astfel de capacitate se numește potențialul de electrod standard si denota # 981; 0 și E 0.
Valoarea absolută nu poate fi determinată. În practică, diferența de potențial măsurată între potențialul de electrod al sistemului investigat și potențialul unui (electrod de referință) electrod de hidrogen folosind condiții standard. Acestea sunt în mod tipic activitate ion egal cu 1 mol / l, P = 101,325 kPa, și T = 298K.
Stabilindu potențialele de electrod standard de electrozi metalici, metal într-o ordine crescătoare stress randamentului serie electrochimică a metalelor. sau, mai precis, numărul de potențiale de electrod standard de
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
Un număr de potențiale de electrod standard, caracterizează proprietățile chimice ale metalelor în soluții apoase.
- mai mică decât potențialul de electrod al metalului (la stânga în numărul potențial), deci este activ chimic, cu atât mai ușor oxidat și dificil restaurat de ionii săi;
- metale având un electrod negativ (Potențialele aranjate într-un rând de hidrogen) deplasează hidrogen din acizi diluați ai căror anioni nu prezintă proprietăți de oxidare și astfel dizolvate în acesta;
- fiecare capabil de a deplasa din metal (restabiliți) din soluții de săruri ale acestor metale, care au un potențial ridicat de electrod.
Amploarea potențialului de electrod depinde de natura metalului, concentrația sa de ioni în soluție, temperatura și pH-ul. Această dependență este exprimată prin ecuația Nernst:
în care R - este constanta universală a gazelor - 8,314Dzh / mol # 8729; grindină;
F - numărul Faraday - 96500 Cl;
T - temperatura, K;
n - numărul de atașat sau turnat într-un oxidant electroni moleculă sau un agent de reducere;
Suc. CVOs - forme respectiv oxidate și reduse ale concentrației substanței;
E 0 c / Duminica - potențialul standard a formelor oxidate și reduse ale substanței.
Transformarea acestei expresii: substitui valoarea R, F. T (298 ° C) și se transferă logaritmul natural în zecimal obține.
Cunoscând valoarea eok / Sun. Puteți determina substanțele active redox:
- mai puțin decât potențialul redox, cu atât mai mare de agent de reducere, iar activitatea are electronii pierdut cu ușurință;
- mai mare decât potențialul redox al activității de oxidare mai mare și o substanță ușor acceptă electroni.
Pentru un potențial de electrod standard este într-adevăr o expresie
unde # 8710; du-te playlist - energia Gibbs pentru reacția de electrod Me + m H2O = Me n + · m H2O + n # 275;, care curge în condiții în care toți răspund Twa Substanța este în stare standard privind activitatea unității; n - numărul de electroni; F - numărul lui Faraday.