Класифікація електродів.

Електроди, які застосовують в електрохімії залежно від типу оборотності та числа фаз, поділяють на кілька груп.

Електроди першого роду. Електроди цього типу складаються з металевої пластинки, зануреної в розчин однойменних катіонів. Вони оборотні відносно катіона або аніона і є двофазними. Схематично їх можна записати так:

Ме │‌‌ Ме‌n+,

Наприклад, Zn Zn²⁺, Cu│ Cu^2+.

Електродні реакції в таких напівелементах відповідають реакціям окиснення, якщо електрод негативний:

Ме → Ме n+ + ne,

або реакціям відновлення, якщо електрод позитивний:

Ме n+ + ne → Ме

Таким чином, на електродах першого роду відбувається процес переходу катіонів з металу в розчин або навпаки, тобто ці електроди оборотні відносно катіона.

Зазначимо, що в ортопедичній стоматології для виготовлення зубних протезів використовують близько двадцяти металів. Якщо у ротовій порожнині знаходяться протези, виготовлені з різних металів, то при змочуванні їх ротовою рідиною утворюється гальванічний елемент. Електричний струм, який виникає під час його роботи, призводить до появи патологічних станів, які називають гальванозом. Для нього характерні такі симптоми, як металевий присмак, відчуття кислоти, зіпсуття смаку, зміна слиновиділення та ін. Тривале користування такими зубними протезами може призвести до появи алергічних захворювань, уражень печінки, шлунково-кишкового тракту, глосальгії, гінгівіту тощо, тому застосування металів та сплавів з різною величиною електродних потенціалів для виготовлення зубних протезів недопустиме.

Електроди другого роду складаються з металу, покритого його малорозчинною сполукою (сіллю, оксидом, гідроксидом) і зануреного в розчин добре розчинної сполуки з тим самим аніоном. Схематично ці електроди зображають так:

Me │ Me A, A n- .

Електроди другого роду оборотні відносно катіона і аніона, однак, змінюючи концентрацію аніона, можна впливати на величину їх потенціалів.

Окисно-відновні електроди

Оскільки кожна електродна реакція, по суті, є процесом окиснення-відновлення, то теоретично будь-який електрод можна назвати окисно-видновним. Проте окисно-відновними називають такі електроди, метал яких не бере участі в окисно-відновній реакції, а є тільки переносником електронів, процес же окиснення-відновлення відбувається між речовинами, що знаходяться у розчині, в який занурено цей електрод. Отже, окисно-відновні, або редокс-електроди – це напівелементи, які складаються з інертного провідника (платина, золото, графіт тощо), зануренного в розчин, де є окиснена та відновлена форми однієї і тієї самої речовини, наприклад,

Pt │ Fe3+, Fe2+.

Реакцію, що відбувається на цьому електроді, можна записати так:

Fe3+ + е → Fe2+.

Йони Fe3+ відновлюються до йонів Fe2+ за рахунок електродів, одержаних від платини. У результаті цього електрод набуває позитивного заряду. На межі поділуфаз утворюється подвійний електричний шар з певним значенням потенціалу, величина якого залежить від активності йонів.

Потенціал окисно-відновного електрода залежить від велечини його стандартного потенціалу та співвідношення активностей окисненої та відновленої форм речовини.

Уявлення про окисно-відновні потенціали необхідні при вивченні окисно-відновних процессів в організмі.

Біологічне окиснення є основним джерелом енергії в організмі. Цей процес має багатоступінчастий характер і може відбуватися шляхом перенесення електронів або протонів.

Величина окисно-відновного біохімічного потенціалу дає змогу передбачити напрямок потоку електронів під час біологічного окиснення та розрахувати зміну енергії при перенесенні від однієї редокс-пари до іншої.