Физико-химические процессы в технологии машиностроения. Стекольников Ю.А - 23 стр.

     Для неактивных металлов равновесная концентрация ионов металла в растворе
очень мала. Если такой металл, например медь, погрузить в раствор его соли, то ка-
тионы металла будут переходить из раствора на поверхность металла. В этом слу-
чае металл приобретает положительный заряд, а раствор из-за избытка анионов со-
ли — отрицательный.
     Таким образом, при погружении металла в электролит на границе металл—
электролит образуется двойной электрический слой, обуславливающий скачок по-
тенциала или разность потенциалов, которую принято называть электродным по-
тенциалом металла               . Его величина зависит от природы металла, кон-
центрации ионов металла в растворе и от температуры. Эта зависимость выражает-
ся формулой Нернста:

                                                    ,         (10)

    Где             — равновесный электродный потенциал металла;               —
стандартный электродный потенциал, измеренный при            = 1моль/л ; F — уни-
версальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/ моль·К; Т — температура по абсо-
лютной шкале; n — валентность металла; F — константа Фарадея, равная 96500 Kл;
      — активность одноименных ионов Меn+ в растворе. Для разбавленных рас-
творов активность может быть заменена концентрацией с (моль/л).
    Подставив в формулу (10) числовые значения R, T, F и заменив натуральный
логарифм десятичным, получим для 25 °С (298 К):


                                                        ,     (11)

    Абсолютное значение электродного потенциала измерить невозможно, поэто-
му измеряют разность потенциалов между данным электродом и электродом срав-
нения. В качестве электрода сравнения используют водородный электрод, стан-
дартный потенциал которого условно принимают равным нулю. Располагая метал-
лы в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов, получают
электрохимический ряд напряжений металлов.
    Электродные потенциалы, у которых в процессе обмена участвуют не только
собственные ионы и атомы, называются неравновесными или необратимыми. Не-
равновесные потенциалы могут быт стационарными, если они устанавливаются во
времени постоянными, и нестационарными, если они во времени не достигают по-
стоянного значения. В этом случае уравнение Нернста неприменимо, поэтому их
значения определяются экспериментально.

                             Электродвижущие силы
    Если соединить два электрода, изображенные на рис. 3, металлической прово-
локой, а сосуды с электролитами — электролитическим ключом, то образуется
гальванический элемент с определенной ЭДС (рис. 5). В такой замкнутой цепи из-
быточные электроны будут переходить с цинковой пластины на медную, и гальва-
нометр покажет наличие электрического тока.