3. Электродные потенциалы. Водородный электрод. Ряд напряжений Ме.

Для определения относительной величины электродного потенциала был выведен стандартный электрический потенциал, кот-ый принимают равным 0.

f_2Н+/Н2 = 0

Стандартный электродный потенциал – это электродный потенциал, кот-ый измерен относительно стандартного водородного электрода при Т = 298К и Р = 101,325 КПа и концентрации (активн.) ионов электролита = 1.

Строение водородного электрода: пластина, покрытая слоем платинового.

Подаётся поток водорода при Р=1 атм. Электрод опускают в р-р, где С + 1. Pt, H₂/H⁺

aH⁺ = 1

В основе работы водородного лежит следующий окислительно-восстановительный процесс:

1 /2Н₂ Н⁺ + е

водородный электрод используется для определения стандартных электродных потенциалов различных Ме. В схемах ГЭ его принято записывать всегда слева. Если ЭДС цепи будет >0 => процесс протекает слева на право, если ЭДС <0 => процесс протекает в обратном направлении.

А^- Pt, H₂/H⁺//Zn²⁺/Zn K⁺

Процесс идёт влево

H ₂+Zn²⁺ 2H⁺ + Zn⁰

E = - 0,76 B

f⁰/_Zn²⁺ = - 0,76 B

f⁰_2H/H⁺ = 0 B

Т.к. Е<0 сл-но р-ция пойдёт в обратном направлении.

A^- Pt,H₂/H⁺//Cu²⁺/Cu K⁺

Процесс идёт направо.

H ₂ + Cu²⁺ 2H⁺ + Cu⁰

Е = 0,34 В

f⁰/_Zn²⁺ = 0,34 B

f⁰_2H/_H⁺ = 0 B

На основании пол-ных значений составлен ряд напряжений Ме. Он поз-ет оценить окислительно-восстановит. способность Ме, а также хим. активность Ме. Чем больше значение стандартного потенциала Ме, тем больше окислительная способность Ме (и меньше восстан. способн.) и Ме менее активен.

При стандартных условиях ЭДС ГЭ вычисляется по формуле (Р=1 атм.):

Е = 0,059ln[H⁺]= - 0,059РН

4. Классификация электродов.

Электроды класс-тся по катиону и аниону:

1.Электроды обратимы относительно катионов – электродный процесс осуществляется за счёт обмена катионами между электродом и р-ром.

2.Электроды обратимы относительно аниона – проис-ит обмен анионами между электроном и электродом.

Электроды бывают I рода – это Ме, которые опускаются в р-ры их солей. Потенциал электрода определ. акт-тью р-ра электролита (катиона).

Электролиты II рода – Ме - кие электроды, которые покрыты труднорастворимой солью. Электрод наход. в р-ре хорошо растворимой соли, которая имеет общий анион с малорастворимой солью.

В качестве примера р-м хлорсеребряный электрод:

Ag/AgCl_т, KCl

A g_т Ag⁺ + e

A g⁺ + Cl^- AgCl_т

След-но значение потенциалов опред. активностями либо С- ями Cl^- и Ag⁺.

a_Ag⁺_*a_ст=ПР;a_Ag⁺=ПР/ a_ст

f_{хлорсербр} =

при стандартных условиях это величина является const и обознач. f⁰ _{хлорсеребр}.

f_хл-б.=f⁰_хло-ер–RT/ZF ln a_ст

Потенциал электрода 2-го рода обратим относительно аниона. Электродом 2-го рода является коломельный эл-д

Hg/Hg₂Cl₂, KCl

H g_т Hg⁺ + e

2 Hg⁺ + 2Cl^- Hg₂Cl₂

f_калом=f⁰_калом-RT/ZFlna_ст

Хлорсеребряный и коломельный электроды являются вспомо-ными электродами сравнения.

f_калом=0,281В, если С_км=1н.

f_колом=0,246В, если С_км=насыщ.