а на катоді зв'язуються. Внаслідок цього на аноді відбуваються електрохімічні реакції окислення, а на катоді - відновлення.
При зануренні металу в електроліт, що містить іони даного металу, на кордоні фаз метал - електроліт виникає різниця потенціалів, звана електродним потенціалом. Цей потенціал обумовлений зарядами іонів, які є як в електроліті, так і в металі.
При відсутності зовнішнього електричного поля перехід іонів з металу в електроліт і назад швидко досягається рівновага іонів і встановлюється постійний потенціал (гальвані-потенціал). Абсолютне значення гальвані-потенціалу будь електрода визначається щодо іншого, допоміжного електрода, наприклад щодо нормального водневого електрода, гальвані-потенціал якого умовно позначений 0,0000 В (при активності водневих іонів 1 і тиску газу 1 кгс/см2). Електродний потенціал залежить від температури, валентності і концентрації (або активності) іонів металу в електроліті.
При переході іонів на електрод змінюється вільна енергія системи метал-електроліт? F. Ця енергія визначається осмотической роботою, одержуваної при переході іона від активного стану а0 до стану активності а:
(21)
де R - газова постійна; Т-абсолютна температура.
Значення? F можна прирівняти до максимальної електричної роботі при постійному обсязі -? F=zF? (Де z - валентність іона; F - константа Фарадея). Тоді отримаємо
(21)
При R=8,31 Дж. F=96500 Кл, Т=298 К це рівняння прийме наступний вигляд:
(22)
Перший член правої сторони рівняння складається з постійних величин, і його можна позначити константою? 0, тоді
(23)
Ця формула називається рівнянням Нерста і висловлює потенціал будь-якого металу, зануреного в розчин своїх іонів, активність яких дорівнює а (при а=1? =? 0). Величину? 0 називають нормальним, або стандартним, потенціалом електрода.
При динамічній рівновазі між металом і електролітом основні іони, що визначають потенціал електрода, з однаковою швидкістю переходять до електрода і від нього, тому швидкість анодного і катодного процесів дорівнює i к=i а=i 0, де i 0 - струм обміну, що характеризує швидкість процесів на електроді при рівноважному значенні електродного потенціалу, тобто при відсутності зовнішнього струму.
Ток обміну залежить від виду, складу і концентрації електроліту. При поляризації електрода (пропускання зовнішнього струму, наприклад щільністю i) його потенціал набуває значення? i, відмінне від потенціалу? е (без струму). Відхилення електродного потенціалу від нього рівноважного значення називається перенапругою? =? i -? е.
Анодна поляризація електрода (i> 0) викликає позитивне перенапруження, а катодна (i <0) - негативне. Якщо при відсутності зовнішнього струму одночасно відбувається кілька електродних реакцій, наприклад іонізація і осадження металу (Me -> Z? -> <- Me z +), іонізація і розряд іонів водню (Н 2 - 2? -> <-2Н +), тоді утворюється середній, так званий компромісний електродний потенціал? кп.
При анодного і катодного поляризації електрода аналогічно рівноважного змінюється і компромісний потенціал. ...
