Химия. Сборник задач и упражнений. Часть II. Лямина Г.В - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

13
Для определения потенциалов электродов по водородной
шкале собирают гальванический элемент, состоящий из водо-
родного электрода и исследуемого металла (рис. 9.3.2).
Электродный потенциал металла, измеренный по отноше-
нию к водородному электроду при стандартных условиях (т. е.
при концентрации ионов металлов в растворе 1 моль/л и темпе-
ратуре 298 К), называют стандартным электродным потен-
циалом металла (
MM
0
/
n
Е
, В). Значения стандартных элек-
тродных потенциалов металлов – справочная величина.
Если условия отличаются от стандартных, то для расчета
электродных потенциалов используют уравнение Нернста:
]ln[
//
n
F
n
TR
ЕЕ
nn
M
0
MMMM
,
(9.3.1)
где
MM/
n
Е
– электродный потенциал металла, В;
0
MM/
n
Е
– его
стандартный электродный потенциал, В; R – универсальная га-
зовая постоянная (8,314 Дж
/(моль·К)); T – температура, К; n –
число электронов, принимающих участие в процессе; F – число
Фарадея (96485 Кл/моль); [M
n+
] – концентрация ионов в рас-
творе, моль/л.
Переходя от натурального логарифма к десятичному и
подставляя в уравнение (9.3.1) соответствующие значения R, F
и Т = 298 К, получаем
]lg[
//
n
n
ЕЕ
nn
M
0,059
0
MMMM
.
(9.3.2)
Согласно уравнению Нернста потенциал металлического
электрода зависит от концентрации ионов металлов в растворе,
от температуры и от природы металла.
Потенциалы газовых электродов. Газовые электроды
состоят из металлического проводника, контактирующего од-
новременно с газом и раствором, содержащим ионы этого газа.
Металл является только электронным проводником и не при-
нимает участия в окислительно-восстановительных ре
акциях
14
(электрохимически инертен), например, платина и платиновые
металлы, графит, стеклоуглерод. Так как в равновесных элек-
тродных реакциях участвуют газообразные компоненты, то
электродные потенциалы этих электродов зависят от парциаль-
ных давлений газов.
Потенциалы окислительно-восстановительных (ре-
докси-) электродов. К окислительно-восстановительным (ре-
докси-) электродам относят только те электроды, в реакциях
которых не принимают непосредственного участия металлы и
газы. Такие электроды состоят из металлического проводника,
контактирующего с раствором, содержащим окислители и вос-
становители. К металлу в редокси-электродах предъявляются те
же требования, что и к металлическому проводнику в газовых
электродах.
В общем виде равновесие на электроде для простых сис-
тем записывается уравнением
Ox + nе
–
Red,
Red – nе
–
Ox,
где Ox – окисленная форма вещества; Red – восстановленная
форма вещества.
Уравнение Нернста для расчета потенциала редокси-
электрода имеет вид
.ln
[Red]
[Ox]
0
Ox/RedOx/Red
Fn
TR
ЕЕ
(9.3.3)
Значения стандартных потенциалов редокси-электродов
можно найти в справочниках. Потенциал окислительно-
восстановительных электродов служит мерой окислительной и
восстановительной способности систем. Окислительная спо-
собность систем возрастает со сдвигом редокси-потенциала в
сторону положительных значений. Восстановительная способ-
ность систем растет со сдвигом потенциала в сторону отрица-
тельных значений.

Страницы