КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Электроды первого рода. Потенциал ионно-металлического электрода
Потенциал ионно - металлического электрода. Относительная шкала электродных потенциалов. Равновесный потенциал окислительно-восстановительных систем. Мембранный потенциал и стеклянный электрод. Методы измерения pH растворов. Ион - селективные электроды. Лекция 7. Методы расчета равновесных потенциалов. Относительная шкала электродных потенциалов
На предыдущих лекциях был рассмотрен вопрос о равновесном потенциале, т.е. таком потенциале, при котором электрод находится в равновесии с ионами того металла, из которого он состоит. При равновесном потенциале одновременно осуществляются два условия: 1. На фазовой границе отсутствуют электрохимические или химические превращения, т.е. отсутствует ток во внешней цепи. 2. Потенциал самопроизвольно приходит к одной и той же величине как от более высоких, так и от более низких его значений. Это динамическое равновесие, при котором скорость прямой реакции (например, растворение металла) равна скорости обратной реакции (осаждение его из раствора). Me Men+ +ne (7.а) Такому состоянию соответствует определённая величина потенциала на границе электрод - раствор. Такой потенциал называется равновесным, поскольку он соответствует состоянию равновесия. Рассмотрим общую реакцию ячейки, частным случаем которой является реакция (7.а): (7.б) В.Нернстом было показано, что равновесный потенциал для реакции (7.б) может быть рассчитан из следующего уравнения: , (7.1) где R –универсальная газовая постоянная; F -константа Фарадея; n -число электронов, перенесённых в электрохимической реакции T –абсолютная температура; - носит название стандартного электродного потенциала. Из уравнения (7.1) следует, что стандартный электродный потенциал – это такой потенциал, который достигается при условии, что:
Величина является постоянной величиной при постоянной температуре. Она равна 59 mB при 25°C. Абсолютный скачок потенциала на границе раствора определить нельзя, поэтому для измерения равновесных потенциалов используют относительные измерения, а в качестве стандартного используется водородный электрод. Его описание будет дано ниже. Стандартный потенциал водородного электрода принят за “0”. Все остальные стандартные потенциалы сведены в таблицы. Классификацию электродов можно проводить по окислительно-восстановительной природе веществ, участвующих в электродном процессе.
Электродом первого рода называют систему, в которой восстановленной формой является металл электрода, а окисленной – простые или комплексные ионы этого же металла. Рассмотрим, например, систему: электрод сравнения В этой системе будет протекать реакция, которую в общем виде можно передать уравнением (7.а). Применим уравнение (7.1) к этой реакции:
; тогда: (7.2)
Поскольку активность металла равна 1, из (7.2) получим: (7.3)
Уравнение (7.3) позволяет рассчитать равновесный потенциал ионно – металлического электрода. В таблице (7.1) приведены значения стандартных электродных потенциалов для некоторых систем. Таблица 7.1 Значения* стандартных электродных потенциалов для некоторых систем.
*Значения стандартных электродных потенциалов в таблице приведены относительно водородного электрода.
Уравнение (7.3) показывает зависимость равновесного потенциала от концентрации соответствующего иона и если концентрация будет равна 1 моль/л, то , и равновесный потенциал принимает значение стандартного равновесного потенциала .
В таблице (7.1) приведена относительная шкала электродных потенциалов. Она представляет собой количественное выражение так называемого ряда напряжений. Все металлы, имеющие высокий положительный потенциал, носят название благородных металлов, а металлы, которые имеют более низкий потенциал, растворяются в кислотах с выделением водорода.
Дата добавления: 2014-01-13; Просмотров: 951; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |