Потенциал электрода

Потенциал электрода, измеренный относительно водородного электрода при стандартных условиях С_мz₊=1 моль/л, р=10⁵ Па, Т=298К, наз-ся стандартным электродным потенциалом. °(М^z+/М)

Если расположить стандартные электродные потенциалы металла в порядке их возрастания, то получится ряд стандартных электродных потенциалов. (ряд напряжений).

Ряд напряжений характеризует химические св-ва металлов. Чем более отрицателен электродный потенциал, тем выше способность металла посылать ионы в р-р, и тем сильнее проявлять себя.

Металл как восстановитель.

Потенциал электрода при нестандартных условиях

С_мz+≠1 моль/л может быть рассчитан по уравнению Нернста: _Мz+/_{М =} °_Мz+/_М + _нz+

Z – число электронов, участвующие в электродной реакции.

F – число Фарадея (F=96500 Кл/моль)

C_Мz+=αN_МC_СОЛИ

При Т=298 К

_Мz+/_{М =} °_Мz+/_М + _нz+

Водородный электрод в нестандартных условиях

Н₂-2ӗ→2Н⁺

_{Н2 =} °_Н2 + (С_Н+²/Р_Н2)=0,059 lgС_Н+

Р_Н2 =1 – потенциал давления

_Н2 = -0,059 рН – потенциал водородного электрода в нестандартных условиях

рН<7

2H⁺+2ӗ→H₂

Pt, Н₂/H⁺

pH≥7

2H₂O+2ӗ→2OH^-+H₂ – р. На электроде

Pt, H₂/OH^-,H₂O – запись электрода

Кислородный электрод

Относится к газовым электродам (как и водородный). Представляет собой кислород, растворенный в кислой, нейтральной или щелочной среде, в которой находится металлический проводник, например платина.

_О2 =1,23-0,059рН

Процесс на электродах

рН<7 O₂+4ӗ+4H⁺D2H₂O, среда кислая; схема электрода: Pt,O₂/H⁺

рН≥7 O₂+4ӗ+2H₂OD4OH, среда нейтральная или щелочная, схема электрода: Pt,O₂/OH,H2O

Контрольная карточка:

1)Для электрода, сведения о котором приведены в таблице, определите указанный параметр. Составьте схему электрода и схему ДЭС на нем. Напишите ур-ие равновесия на электроде (Т=298К)

Ме электрода	°, В	Z	, В	Электролит
				Состав	С, моль/л	α, %
La	?	?	-2,552	La(NO3)3	0,03	90

1.Схема электрода: La/La(NO₃)₃

2.Схема ДЭС:

3.Уравнение равновесия на электроде: La-3ӗDLa³⁺ ; Z=3;

4.Уравнение Нернста:

C_La3+=αN_La3+C_СОЛИ=0,9*1*0,03=0,027 моль/л

°_La3+= -2,552-0,059/3*lg0,027= -2,52 В

2)На каком из металлов Cu, Sb, Sn будет выделиться водород если пластину из металла опустить в одномолярный р-р HCl при T=298К. Реакцию выделения H2 на выбранном металле напишите в мол. и ион.мол. виде.

Металл	Cu2+/Cu	Sb3+/Sb	Sn2+/Sn
°, В	+0,34	+0,2	-0,14

Будет выделяться на олове, т.к. °_H2>°_Sn2+/Sn

2HCl+Sn→SnCl₂

2H⁺+Sn→Sn²⁺+H₂

Контрольная карточка: 1)

Ме электрода	°, В	Z	, В	Электролит
				состав	С, моль/л	α, %
Pt,H2/H+	0	?	-0,05	HCl	?	70

1.Схема электрода: Pt, H₂/HCl

2).Схема ДЭС: пропускаем для газовых

2. Уравнения равновесия

H₂-2ӗ→2H⁺ ; Z=2

3. _H2=-0,059 pH

pH=-_H2/0,059=0,85

C_H+=0,142 моль/л

HCl=H⁺+Cl^-

C_H+=αN_H++C_{КИСЛОТЫ}

C_{КИСЛОТЫ} = 0,142/0,7*1=0,2 моль/л

2) На каком из металлов Ag, Pt, Pb будет осаждаться медь из одномолярного р-ра CuSO₄, Т=298К, если пластину из поместить в р-р.

Металл	Ag+/Ag	Pt2+/Pt	Pb2+/Pb	Cu2+/Cu
°, В	+0,8	+1,2	-0,13	+0,34

Для этого нужен более активный – свинец

CuSO₄+Pb→Cu+PbSO₄

Cu²⁺+Pb→Cu+Pb²⁺

Задача:

Составлены два электрода. Первый: медь погружена в р-р соли Cu²⁺, °=+0,337 В. Второй: медь погружена в р-р соли Cu⁺, °=+0,521 В.

I Cu-Cu²⁺ °=+0,337 В

II Cu-Cu⁺ °=+0,521 В

а)Запишите электродные процессы

I Cu-2ӗ→Cu²⁺

II Cu-ӗ→Cu⁺

б)Составьте схему электрода

I Cu/Cu²⁺

II Cu/Cu⁺

в)Составьте схему ДЭС

г)Какая степень окисления меди является более устойчивой в р-ре?

????????????????

Задача:

Водородный электрод погружен в 0,1 н муравьиной кисоты HCOOH, К_д(НСООН)=1,77*10^-4. Определите потенциал электрода, составьте схему электрода.

_Н2= -0,059 рН

НСООНDНСОО^-+Н⁺

[H⁺]=

рН=-lg[H⁺]=3,38

_H2=-0,14 В

Pt,H₂/HCOOH

Задача:???????????????????????????

Гальванический элемент

Один электрод образует полуэлемент. Из двух полуэлементов получают гальванический элемент. Для его работы электроды соединяют друг с другом металлическим проводником, называемым внешней цепью. К внешней цепи относятся: выводы электродов..?.. и прибор для измерения ЭДС.

В гальваническом элементе (ГЭ) сами по себе равновесные электроды образуют не равновесную систему. Причиной неравновесности являются различные значения электродных потенциалов и как следствие этого разные плотности электронов в Ме, а следовательно стремление электронов переходить от одного Ме к другому по внешней цепи. Одновременно во внутренней цепи происходит перенос ионов.