1). Электроды первого рода

Металлический электрод погружен в раствор соли, содержащий катионы этого металла.

Пример:

Условная запись:

Zn/Zn²⁺ - цинковый электрод

(/) – граница раздела фаз;

окислительно-восстановительная реакция:

Zn⁰ Zn²⁺ + 2ē.

2).Электроды второго рода

Металл, покрытый малорастворимой солью этого металла, погружен в раствор, содержащий анион этой соли.

Пример:

Хлорсеребряный электрод

Условная запись:

Ag,AgCl/ KCl (Cl^-);

Окислительно-восстановительная реакция:

AgCl + ē Ag⁰ +Cl^-

Второе название у этих электродов – электроды сравнения. При определенных внешних условиях они имеют определенное значение электродного потенциала.

Хлорсеребряный электрод при 20°С имеет значение 0,201 В при заполнении его насыщенным раствором хлорида калия.

3). Окислительно-восстановительные.

На инертном электроде протекает окислительно-восстановительная реакция в растворе.

Пример:

Железный электрод

Условная запись:

(Fe ²⁺ , Fe ³⁺ ) Pt;

Окислительно-восстановительная реакция:

Fe ²⁺ - ē → Fe ³⁺

Расчет электродных потенциалов Уравнение Нернста

В общем виде:

= +

- стандартный электродный потенциал.

Потенциал электрода, измеренный при стандартных условиях, относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого равен нулю.

Справочная величина.

– газовая постоянная, равная 8,314 Дж/моль·К.

– температура, К;

– число электронов, участвующих в реакции;

– постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль-экв.;

а – активность, моль/л.

Активность

Степень отклонения системы от идеального состояния может быть охарактеризовано коэффициентом активности, определяем как отношение активности к концентрации.

Коэффициенты активности безразмерны. В идеальных системах коэффициенты активности равны единице. Степень отклонения системы от идеального состояния характеризуется отклонением коэффициента активности от единицы.

Для разбавленного раствора коэффициент активности стремится к единице, следовательно, активность будет примерно равна концентрации.

Для идеальных или разбавленных растворов уравнение Нернста имеет вид:

= +

Примеры:

Использование уравнения Нернста для электрода первого рода

( цинковый электрод).

= + =

+

Использование уравнения Нернста для электрода второго рода

( хлорсеребряный электрод).

= -

Использование уравнения Нернста для окислительно-восстановительного электрода

( железный электрод).

= +

Таким образом, величина электродного потенциала определяется:

1. Природой вещества;

2. Температурой;

3. Концентрацией электролита.

Зависимость электродного потенциала от концентрации. Метод прямой потенциометрии

Прямая потенциометрия – метод, позволяющий определить концентрацию вещества в электролите по величине потенциала электрода в растворе известного качественного состава. Прямая потенциометрия основана на измерении ЭДС (электродвижущей силы) электрохимической цепи, составленной из исследуемого электрода и электрода сравнения, соединенных между собой при помощи солевого мостика.

Как следует из уравнения Нернста, электродный потенциал цинкового электрода зависит от концентрации ионов цинка в растворе. В координатах Е – lnC эта зависимость представляет собой прямую линию.

Рис.4.

Зависимость электродного потенциала от концентрации.