Электродные потенциалы и электродвижущая сила

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 13Следующая ⇒

Когда мы говорим об относительной легкости, с которой металлы отдают электроны, то подразумеваем, что в ряду металлов существует определенный порядок в способности отдавать электроны. Это свойство металлов в окислительно-восстановительных реакциях характеризуется значениями их стандартных электродных потенциалов j.

Электродные потенциалы металлов определяют в гальваническом элементе, устройство которого представлено на рис. 39.

Электродные потенциалы сравнивают со стандартным потенциалом водородного электрода.

Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, опущенную в водный раствор соляной кислоты (с _HCl = 1 моль/л). Через раствор пропускают пузырьки водорода при давлении р (Н₂) = 1 атм. Водород в незначительных количествах растворяется в платине. Чтобы растворимость водорода увеличить, платиновую пластинку покрывают пористой платиной (платиновой чернью). Такой электрод называют стандартным водородным электродом. Условились потенциал водородного электрода j⁰(Н₂) считать равным нулю, если концентрация ионов водорода равна 1 моль/л. Платина в таком электроде играет роль электрического проводника и не участвует в химических реакциях.

Рис. 39. Гальванический элемент для измерения электродного потенциала цинка, составленный из стандартного водородного электрода (справа) и цинкового электрода (слева). Электроны во внешней цепи движутся от цинкового к водородному электроду

Другой электрод, потенциал которого следует измерить относительно стандартного водородного электрода, представляет собой металл, опущенный в раствор соли данного металла.

Таким металлом может быть цинковая пластинка, опущенная в раствор соли ZnCl₂. Потенциал цинкового электрода считается стандартным, если концентрация ионов цинка в растворе = 1 моль/л.

С помощью гальванометра измеряют разность электродных потенциалов в вольтах (В). Электродвижущую силу (ЭДС) гальванического элемента обозначают Е. Значение стандартного электродного потенциала цинкового электрода j⁰(Zn) вычисляют по уравнению:

Е= j⁰(Н₂) - j⁰(Zn),

где Е - экспериментально измеренное значение ЭДС гальванического элемента равное 0.76 В,j⁰(Н₂) = 0.

0.76 = 0 – j⁰(Zn)

j⁰(Zn) = – 0.76 В.

Стандартные электродные потенциалы металлов в водном растворе равны электродвижущей силе гальванического элемента Е, составленного из данного металлического электрода и стандартного водородного электрода.

Значения стандартных электродных потенциалов некоторых металлов приведены в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

Стандартные электродные потенциалы при 25 ^оС (с = 1 моль/л),

р = 1 атм (для газов)

*) указаны водородный и кислородный электроды.

Ряд стандартных электродных потенциалов характеризует активность металлов в электрохимических и химических превращениях. Из табл. 7 следует, что окислительные свойства ионов металлов увеличиваются в последовательности от Li⁺ к Au³⁺, а восстановительные свойства металлов возрастают от Au к Li

Свойство одних металлов вытеснять ионы других металлов из растворов их солей мы уже наблюдали на примере электрохимической реакции в гальваническом элементе, составленном из цинкового и медного электродов.

Электродные потенциалы щелочных и щелочноземельных металлов невозможно определить в гальваническом элементе, так как они реагируют с водой. Для них электродные потенциалы вычислены теоретически.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США