Основы электрохимии. Вапиров В.В - 13 стр.

UptoLike

Рубрика: 

13
2
H
H2
+
ϕ = 0,059lg[H
+
]
Так как величина lg[H
+
] = -рН
2
H
H2
+
ϕ
= - 0,059рН
Из этого следует, что металлы, имеющие более отрицательный
потенциал, чем –0,413 В, могут восстанавливать водород из воды. К ним
относятся металлы, включая кадмий. Однако на практике не все металлы,
расположенные до кадмия, вытесняют водород из воды, а металлы,
расположенные до водородаводород из растворов кислот. Это
происходит потому, что при
окислении некоторых металлов на их
поверхности образуются нерастворимые пленки, препятствующие
дальнейшему взаимодействию. Примером этому может служить
пассивирование свинца в серной кислоте из-за нерастворимости соли
PbSO
4
. Металлы в ряду электрохимического напряжения до магния
взаимодействуют с водой, магний вытесняет водород из горячей воды, а
все последующие металлы, включая кадмий, образуют на поверхности
нерастворимые гидроксиды и не взаимодействуют с водой.
Таким образом, электрохимический ряд напряжений металлов нужно
использовать с учетом особенностей данного химического процесса.
2.3. Окислительно-восстановительные потенциалы
Окислительно-восстановительным называют потенциал,
возникающий на границе платинового электрода и раствора, содержащего
окисленную и восстановленную форму вещества. Для примера рассмотрим
платиновую пластину, погруженную в водный раствор солей FeCl
2
и FeCl
3
.
Платина является инертным металлом и поэтому переход катионов
платины в раствор невозможен.
Катионы Fe
3+
являются окисленной формой по отношению к катионам
Fe
2+
и могут восстанавливаться, отбирая при этом электроны у
платинового электрода и заряжая его положительно. Катионы Fe
2+
являются восстановленной формой и отдают электроны платине,
окисляясь до Fe
3+
. При достижении равенства скоростей процессов
окисления и восстановления устанавливается химическое равновесие.
Суммарный окислительно-восстановительный потенциал зависит от
концентрации как окисленной (Fe
3+
) так и восстановительной (Fe
2+
) формы
катионов железа в растворе и определяются уравнением Нерства:
]Fe[
]Fe[
ln
nF
RT
2
3
0
Fe
Fe
Fe
Fe
2
3
2
3
+
+
+ϕ=ϕ
+
+
+
+
                                                         ϕ 2H+         = 0,059lg[H+]
                                                                 H2



Так как величина lg[H+] = -рН

                                                          ϕ 2H+        = - 0,059рН
                                                                  H2

    Из этого следует, что металлы, имеющие более отрицательный
потенциал, чем –0,413 В, могут восстанавливать водород из воды. К ним
относятся металлы, включая кадмий. Однако на практике не все металлы,
расположенные до кадмия, вытесняют водород из воды, а металлы,
расположенные до водорода – водород из растворов кислот. Это
происходит потому, что при окислении некоторых металлов на их
поверхности образуются нерастворимые пленки, препятствующие
дальнейшему взаимодействию. Примером этому может служить
пассивирование свинца в серной кислоте из-за нерастворимости соли
PbSO4. Металлы в ряду электрохимического напряжения до магния
взаимодействуют с водой, магний вытесняет водород из горячей воды, а
все последующие металлы, включая кадмий, образуют на поверхности
нерастворимые гидроксиды и не взаимодействуют с водой.
    Таким образом, электрохимический ряд напряжений металлов нужно
использовать с учетом особенностей данного химического процесса.

2.3.    Окислительно-восстановительные потенциалы

    Окислительно-восстановительным           называют        потенциал,
возникающий на границе платинового электрода и раствора, содержащего
окисленную и восстановленную форму вещества. Для примера рассмотрим
платиновую пластину, погруженную в водный раствор солей FeCl2 и FeCl3.
    Платина является инертным металлом и поэтому переход катионов
платины в раствор невозможен.
    Катионы Fe3+ являются окисленной формой по отношению к катионам
Fe2+ и могут восстанавливаться, отбирая при этом электроны у
платинового электрода и заряжая его положительно. Катионы Fe2+
являются восстановленной формой и отдают электроны платине,
окисляясь до Fe3+. При достижении равенства скоростей процессов
окисления и восстановления устанавливается химическое равновесие.
    Суммарный окислительно-восстановительный потенциал зависит от
концентрации как окисленной (Fe3+) так и восстановительной (Fe2+) формы
катионов железа в растворе и определяются уравнением Нерства:
                                                  RT [Fe 3+ ]
       ϕ Fe3+            = ϕ 0Fe3+            +     ln
                Fe 2 +               Fe 2 +       nF [Fe 2+ ]




                                                                         13