Практикум по химии. Часть 1. Сухарева И.А - 61 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УГНТУ | Уфа

Составители: 

Рубрика: 

61
Гальванические элементы. Электролиз
Понятие об электродных потенциалах
. Электродным потенциалом
называют скачок потенциала, возникающий на границе «металл-раствор»
электролита. На границе «металл-раствор» существует подвижное равновесие,
которое можно выразить уравнением
М
⇄ М
n+
+ n e⁻ (9).
Ионы металла гидратируются (10), и суммарное равновесие можно
представить
М
n
⁺+mH₂O⇄ М
n
⁺(H₂O)m; (10)
М + m H₂O ⇄ М
n
⁺(H₂O)
m
+ n e⁻.(11)
Переход ионов металла в раствор сопровождается потерей электронов
атомами металла, т.е. является процессом окисления. Обратный процесс –
превращения гидратированных ионов металла в атомы – процесс
восстановления.
Состояние равновесия (11) зависит от величины энергии ионизации
атома и концентрации его ионов в растворе. Если концентрация ионов в
растворе меньше равновесной, то при погружении металла
в раствор равновесие
(11) смещается вправо, ионы металла переходят в раствор, электроны же
остаются на поверхности металла, обуславливая его отрицательный заряд по
отношению к раствору. По мере дальнейшего перехода ионов металла в раствор
отрицательный заряд на поверхности металла увеличивается.
Увеличивается и скачок потенциала на границе металл – раствор
электролита, пока не
устанавливается равновесие (11) с соответствующим ему
потенциалом.
Для неактивных металлов равновесная концентрация [М
n+
] в растворе
очень мала. Если такой металл погрузить в раствор его соли с концентрацией
ионов большей, чем равновесная (11), то наблюдается обратный процесс
перехода ионов из раствора в металл. В этом случае поверхность металла
получит положительный заряд, а раствор – отрицательный за счет анионов,
остающихся в растворе.
Равновесию реакции окисления-восстановления (11) отвечает
потенциал
Е
м
, называемый электродным потенциалом (ЭП). Значение Е
м
количественно
характеризует способность металла отдавать электроны, т.е. его
восстановленные свойства.
Е
м
зависит от свойств металла, концентрации ионов и температуры,
измеряется в вольтах. Эта зависимость выражается
формулой Нернста
Е
м
= Е
0
м
+
RT
nF
· ln[M
n+
(Н
2
O)
m
] , (12)

Страницы