Химия. Часть 1. Деменкова Л.Г. - 42 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

жения равновесия между металлом и раствором. Электродный потенциал зави-
сит от следующих основных факторов:
а) от природы металла. Чем большей химической активностью обладает
данный металл, тем в большей степени равновесие смещено вправо и отрица-
тельнее потенциал;
б) от концентрации ионов металла в растворе. Переход ионов металла в
раствор происходит тем интенсивнее, чем меньше концентрация катионов в
растворе. Наоборот, с увеличением концентрации раствора равновесие сме-
щается влево и потенциал становится более положительным;
в) от температуры. С повышением температуры потенциал становится бо-
лее положительным, равновесие смещается влево. Чтобы понять причины
этого эффекта, необходимо учесть, что переход ионов в раствор связан с гид-
ратацией, а гидратация – процесс экзотермический.
Зависимость величины потенциала от указанных факторов выражается
уравнением Нернста:
φ(Ме
2+
, Ме) = φ
0
(Ме
2+
, Ме) + RF/zF·lna
Mе
2+
(37)
В этом уравнении φ(Ме
2+
, Ме) – электродный потенциал металла Me в
растворе, содержащем катионы Me
2+
, φ
0
(Ме
2+
, Ме) – стандартный или нор-
мальный потенциал рассматриваемой системы; R – универсальная газовая по-
стоянная (R = 8,314 Дж/(моль·К)); Т – температура по шкале Кельвина; z –
число электронов, участвующих в электродном процессе; F – постоянная Фара-
дея, 96500 Кл, единица количества электричества; a
Mе
2+
– активность ионов ме-
талла в растворе.
Для разбавленных растворов вместо активности можно пользоваться мо-
лярной концентрацией ионов С.
Если в уравнение (37) подставить значения постоянных R и F, принять
температуру равной 298 К и перейти от натуральных логарифмов к десятич-
ным, получим:
φ(Ме
2+
, Ме) = φ
0
(Ме
2+
, Ме) + 0,059/z·lga
Mе
2+
(38)
Из уравнения (38) следует:
стандартный электродный потенциал φ
0
– это потенциал электрода
при стандартных условиях: а = 1 моль/дм
3
, Т = 298 К.
Величина φ
0
характеризует химическую активность металла: чем активнее
металл, тем отрицательнее его стандартный потенциал.
Измерить абсолютную величину электродного потенциала невозможно – с
помощью того или иного прибора можно измерить только разность потенциа-
лов между двумя электродами. Для того, чтобы получить численные значения
потенциалов различных электродов и иметь возможность сравнивать их, нужно
было какой-нибудь электрод выбрать в качестве эталона и по отношению к не-
му измерять все потенциалы. Таким эталоном является
стандартный водо-
родный электрод
: в раствор серной кислоты погружают платиновую пластин-
ку, покрытую платиновой чернью. Через раствор пропускают чистый водород.
Платиновая чернь адсорбирует в большом количестве водород. Между адсор-
бированными молекулами водорода и ионами водорода устанавливается равно-
42

Страницы