Электрохимия. Данько Е.Т - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ им. Невельского | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

12
0
0
/Me
n
Me
E
+
– стандартный электродный потенциал металла в растворе
соли с активностью ионов равной 1 моль/л. Величины стан-
дартных электродных потенциалов металлов по отношению
к водородному электроду, принятому за эталон
(
0E
0
H2H
2
=
+
В), приведены в приложении (табл. 2);
+n
Me
a
–
активность ионов металла в растворе, моль/л;
n – зарядность ионов;
R – универсальная газовая постоянная,
равная 8,31 Дж·моль
–1
·К
–1
;
Т – термодинамическая температура, К;
F – постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль.
Один фарадей электричества необходим для превращения одного моль
вещества на электроде. Постоянную Фарадея можно рассчитать исходя из того,
что 1 моль вещества несет 6,02·10
23
элементарных зарядов (постоянная Авогад-
ро), а один элементарный заряд равен 1,60·10
–19
Кл.
Активность ионов (a
i
) связана с концентрацией через коэффициент ак-
тивности (γ
i
), величина которого зависит от ионной силы раствора (I
m
):
;nc
2
1
I
2
iim
∑
=
;γca
iii
=
где c
i
– концентрация иона, моль/л;
n
i
– зарядность иона.
Значения коэффициентов активности ионов при различной ионной силе
раствора приведены в табл. 3 приложения.
Подставляя в уравнение Нернста (12) соответствующие значения кон-
стант при стандартных условиях, имеем:
+++
+=
n
Me
0
0
/Me
n
Me
0
/Me
n
Me
a lg
n
0,059
EE
. (13)
Некоторые металлы (Au, Pt) обладают столь прочной кристаллической
решеткой, что катионы из нее не могут освободиться. Измеренный равновес-
ный потенциал для таких металлов не совпадает с табличным, поскольку на по-
верхности этих металлов могут адсорбироваться вещества из раствора электро-
лита, которые образуют собственные электрохимические системы, находящие-
ся в равновесии с раствором. Электроды
в таком случае называются инертны-
ми,
а потенциал определяется равновесием между ионами (молекулами), ад-
сорбированными на электроде и молекулами (ионами) раствора электролита.
Подобный механизм наблюдается в работе
водородного (Pt, H
2
│2H
+
), хлорно-
го
(Pt, Cl
2
│2Cl
–
) электродов.
Существуют системы, в которых и окисленная и восстановленная формы
находятся в растворе: при этом происходит обмен электронами между инерт-
     E0                – стандартный электродный потенциал металла в растворе
      Me n + /Me 0
                         соли с активностью ионов равной 1 моль/л. Величины стан-
                         дартных электродных потенциалов металлов по отношению
                         к водородному электроду, принятому за эталон
                         ( E 02H H = 0 В), приведены в приложении (табл. 2);
                             +
                                 2


          a            – активность ионов металла в растворе, моль/л;
              Me n +

                  n    – зарядность ионов;
                  R    – универсальная газовая постоянная,
                         равная 8,31 Дж·моль–1·К–1;
                  Т    – термодинамическая температура, К;
                  F    – постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль.

       Один фарадей электричества необходим для превращения одного моль
вещества на электроде. Постоянную Фарадея можно рассчитать исходя из того,
что 1 моль вещества несет 6,02·1023 элементарных зарядов (постоянная Авогад-
ро), а один элементарный заряд равен 1,60·10–19Кл.
       Активность ионов (ai) связана с концентрацией через коэффициент ак-
тивности (γi), величина которого зависит от ионной силы раствора (Im):
                             1
                        I m = ∑ c i n i2 ; a i = c i γ i ;
                             2
 где ci – концентрация иона, моль/л;
       ni – зарядность иона.

      Значения коэффициентов активности ионов при различной ионной силе
раствора приведены в табл. 3 приложения.
      Подставляя в уравнение Нернста (12) соответствующие значения кон-
стант при стандартных условиях, имеем:
                                   0      0,059
                       E n+ 0 = E n+ 0 +        lg a n + .       (13)
                        Me /Me     Me /Me   n       Me



       Некоторые металлы (Au, Pt) обладают столь прочной кристаллической
решеткой, что катионы из нее не могут освободиться. Измеренный равновес-
ный потенциал для таких металлов не совпадает с табличным, поскольку на по-
верхности этих металлов могут адсорбироваться вещества из раствора электро-
лита, которые образуют собственные электрохимические системы, находящие-
ся в равновесии с раствором. Электроды в таком случае называются инертны-
ми, а потенциал определяется равновесием между ионами (молекулами), ад-
сорбированными на электроде и молекулами (ионами) раствора электролита.
Подобный механизм наблюдается в работе водородного (Pt, H2│2H+), хлорно-
го (Pt, Cl2│2Cl–) электродов.
       Существуют системы, в которых и окисленная и восстановленная формы
находятся в растворе: при этом происходит обмен электронами между инерт-


12

Страницы