Физическая химия. Килимник А.Б. - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

4. ЭЛЕКТРОДИКА
4.1. ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ
Рассмотрим процессы, протекающие при погружении металлической пластинки в раствор, содер-
жащий ионы этого металла.
Как известно, металл является проводником электричества первого рода (электрический ток пере-
носится “валентными” электронами), а раствор электролита – проводником второго рода (электриче-
ский ток переносится ионами).
При погружении металлической пластинки в раствор электролита его поверхность может приобре-
сти электрический заряд, например отрицательный. В этом случае со стороны раствора электролита к
поверхности металла приблизятся катионы. Образуется так называемый двойной электрический слой.
Согласно законам электростатики, внутри металлической фазы между центрами электрических за-
рядов, расположенных в узлах кристаллической решетки, и электронами возникает скачок электриче-
ского потенциала. Также возникают скачки электрических потенциалов при переходе электронов из ме-
таллической фазы в вакуум и из вакуума к ионам в растворе электролита. Сумму всех скачков электри-
ческого потенциала называют электродным потенциалом.
Если потенциальная энергия ионов металла (меди) в металлической фазе будет больше потенциаль-
ной энергии ионов металла (меди) в растворе электролита, то пойдет реакция окисления (анодный про-
цесс):
Cu → Cu
2+
+ 2e.
В этом случае установится анодный электродный потенциал Е
a
, и через границу раздела металл –
раствор электролита потечет анодный ток I
a
. В электрохимии принято приводить значения плотности
тока, то есть электрического тока, отнесенного к единице поверхности электрода:
i
a
= I
a
/ S
a
.
Если потенциальная энергия ионов металла в растворе электролита больше их потенциальной
энергии в металлической фазе, то будет наблюдаться процесс восстановления (катодный процесс):
Cu
2+
+ 2e → Cu.
В этом случае установится катодный электродный потенциал E
к
и через границу раздела металл –
раствор электролита потечет катодный ток I
к
при плотности катодного тока i
к
.
Через некоторое время наступит динамическое равновесие между процессами окисления и восста-
новления.
Электродный потенциал, отвечающий равновесному протеканию электродной реакции, называется
обратимым электродным потенциалом и обозначается E
0
.
Электрический ток, протекающий через границу раздела металл – раствор электролита, называют
током обмена I
0
. Плотность тока обмена обозначают i
0
.
Электродная система изображается следующим образом:
М
n+
М
– ионно-металлический электрод;
H
+
H
2
, Pt
– водородный электрод;
OH
–
O
2
, Pt
– кислородный электрод;
Cl
–
AgCl,
Ag
– хлорсеребряный электрод;
OH
–
HgO,
Hg
– оксидно-ртутный электрод.

Страницы