Физколда 22.04

1)Что такое электрод? (примеры)

ЭЛЕКТРОД - это проводник электрического тока, имеющий электронную проводимость и находящийся в контакте с ионным проводником - электролитом. Важнейшая характеристика электрода - электродный потенциал, который рассчитывается с помощью уравнения Нернста.

Примеры: Металл, графит, органическое вещество, почва (?)

2)Электроды 1 рода. Уравнение Нернста для уравнений 1 рода.

Электроды 1 рода - это электроды, состоящие из металлической пластинки, погруженной в раствор соли этого же металла. При обратимой работе элемента, в который включен электрод, на металлической пластинке идет процесс перехода катионов из металла в раствор либо из раствора в металл. Обратимы по катиону.

3)Электроды второго рода. Уравнение Нернста для электродов 2 рода.

Электродами второго рода являются электроды, в которых металл покрыт малорастворимой солыо этого металла и находится в растворе, содержащем другую растворимую соль с тем же анионом. Электроды этого типа обратимы относительно аниона, и зависимость их электродного потенциала от температуры и концентрации аниона может быть записана в следующем виде:

4) Окислительно-восстановительные электроды. Уравнение Нернста-Птерса.

В отличие от описанных электродных процессов в случае окислительно-восстановительных электродов процессы получения и отдачи электронов атомами или ионами происходят не на поверхности электрода, а только в растворе электролита. Если опустить платиновый (или другой инертный) электрод в раствор, содержащий двух- и трехзарядные ионы железа и соединить этот электрод проводником с другим электродом, то возможно либо восстановление ионов Fe³⁺ до Fe²⁺ за счет электронов, полученных от платины, либо окисление ионов Fe²⁺ до Fe³⁺ с передачей электронов платине. Сама платина в электродном процессе не участвуют, являясь лишь переносчиком электронов. Такой электрод, состоящий из инертного проводника первого рода, помещенного в раствор электролита, содержащего один элемент в различных степенях окисления называется окислительно-восстановительным или редокс-электродом. Потенциал окислительно-восстановительного электрода также определяют относительно стандартного водородного электрода:

Pt, H₂ / 2H⁺ // Fe³⁺, Fe²⁺ / Pt

Зависимость потенциала редокс-электрода ε_RO от концентрации (активности) окисленной [Ox] и восстановленной форм [Red] для окислительно-восстановительной реакции, в которой не участвуют никакие другие частицы, кроме окислителя и восстановителя, имеет следующий вид (здесь n – число электронов, участвующих в элементарном акте окислительно-восстановительной реакции):

5) Гальванические элементы (цепи). Концентрационные элементы (цепи).

Гальванические элементы (цепи) - это прибор для получения электрического тока за счет преобразования силы химической реакции протекающей на электродах.

Концентрационная цепь - это гальванический элемент, в котором протекает на одном (или паре) электроде, обратна реакции на другом (или паре) электроде, при этом изменение полной свободной энергии системы может отличаться от нуля, вследствие наличия разности между электронной концентрации того или иного компонента.

Пример: Pt/ почва

(-) Cu | CuSO₄ l AgNO₃ | Ag (+) гальванические