Стандартный электродный потенциал (водородный электрод)

Значение электродного потенциала на опыте оценить не удаётся. Поэтому электродные потенциалы определяются из сравнения с эталоном водородного электрода, потенциал которого считается равным нулю.

(рисунок)

Потенциалы остальных электродов определяются путём сравнения с этим электродом, т.е. собирается цепь:

Исследуемый электрод <-> водородный электрод.

В случае, если концентрация или активности катионов металлов равны 1моль/литр.

Электродный потенциал называется стандартным.

Например, ϕ⁰_Zn2+/Zn=-0,76В; ϕ⁰_Cu2+/Cu=+0,94B.

Знак «+» или «-»говорит о заряде по отношению к водородному электроду.

Применение стандартного электродного потенциала:

- определение заряда электрода при работе гальванического элемента.

- определение ЭДС гальванического элемента расчётным путём.

- определение направления протекания окислительно-восстановительной реакции.

- оценка окислительно-восстановительной способности металлов и ионов в растворах.

- оценка влияния среды на протекание окислительно-восстановительной реакции.

В общем случае величины ЭДС гальванического элемента состоит из четырёх слагаемых:

- электродного потенциала катода ϕ_К-;

- электродного потенциала анода ϕ_А-;

- диффузионного потенциала ϕ_диф;

-контактного потенциала ϕ_конт.;

E=ϕ_К-+ϕ_А++ϕ_диф.+ϕ_конт.

Дадим характеристику каждого из слагаемых.

Электродный потенциал возникает при образовании ДЭС на границе металл-раствор, вносит наиболее значимый вклад и для приближенных расчётов: Е=ϕ_К-+ϕ_А+,

(Рисунок), r- расстояние от поверхности металла.

Г.

Контактный потенциал - это электрический потенциал, возникающий на поверхности раздела двух металлов. Он указывает на то, какими проводниками электроды включаются в электрохимическую цепь. В зависимости от того, какие проводники находятся в начале и в конц цепи различают: правильно и неправильно разомкнутые цепи.

Например

-ZnIZnSO₄ i CuSo₄ICu+ (неправильную разомкнутую цепь);

-CuIZnISO₄iCuSO₄ICu+ (правильно разомкнутая цепь);

Диффузионный потенциал - это потенциал, возникающий на границе соприкосновения двух растворов. Причиной возникновения диффузионного потенциала является способность ионов соли диффундировать в растворе против градиента концентрации. При этом поверхность соприкосновения растворов заряжается знаком этих ионов со стороны более разбавленного раствора и противоположным знаком со стороны более концентрированного раствора.

Наиболее распространённым способом снятия диффузионного потенциала является солевой мостик.

Солевой мостик - это концентрированный раствор сильных электролитов (KCl, NH4NO3). Для удобства эксплуатации солевой раствор переводят в коллоидное состояние. Уменьшение диффузионного потенциала объясняется тем, что ионы электролита проводятся из зон соприкосновения, что значительно влияет на возникновение заряженных поверхностей в месте соприкосновения растворов.

(РИСУНОК ЭДС)

План лекции №2

1) Термодинамика работы гальванических элементов и уравнения Нернста;

2) Классификации электродов и гальванических элементов;

3) Работа свинцового аккумулятора;

4) Нормальный элемент Вестона, компенсационный метод измерения ЭДС;

5) Применение ЭДС в физико-химических расчётах.

Дата добавления: 2015-07-11