нулю при будь-яких температурах.
Табличні значення стандартних електродних потенціалів (Eo) наведені щодо оборотного водневого електрода. Ці значення нормовані на один електрон і їх відносять до процесу відновлення: Ox + ne = Red
У практичних роботах в якості електрода порівняння частіше, ніж водневий, використовують хлорсрібний електрод. Хлорсрібний електрод являє собою срібну дріт, електролітично покриту AgCl, вміщену в насичений розчин KCl.
Стандартні електродні потенціали металів і водню, розташовані в порядку їх зростання, складають ряд стандартних електродних потенціалів металів, або електрохімічний ряд напруг металів. Ряд електроднихпотенціалів дає корисні знання:
1.Металли, мають значення електродного потенціалу менше, ніж у водню, можуть розчинятися з виділенням водню в кислотах, аніони яких не є окислювачами.
2.Металли, мають більшу, ніж у водню, значення стандартного електродного потенціалу можуть зустрічатися в природі в самородному вигляді.
3.Металли, мають менше значення електродного потенціалу можуть витісняти метали з великим значенням електродного потенціалу з розчинів їх солей.
4.Металли, мають електродний потенціал менше, ніж потенціал реакції
2H2O + 2e = H2 + 2OH-Eo = -0,83 В
в стандартних умовах можуть розчинятися у воді з виділенням водню.
Під гальванічним елементом розуміють поодинокі осередки хімічних джерел струму, призначених для одноразового електричного розряду. Гальванічнийелемент являє собою два електроди різної природи і електроліт. Максимальна різниця потенціалів цих електродів в відсутність електричного струму називається електрорушійної силою (е.р.с.) гальванічного елемента. Е.р.с. може бути розрахована як різниця рівноважних потенціалів цих електродів.
Для гальванічного елемента, складеного з залізного і мідного електродів е.р.с. буде дорівнює:
Fe 2 + + 2e = Fe Eo = -0,44
Cu 2 + +2 e = Cu Eo = +0,34
е.р.с. = + 0,34 - (-0,44) = 0,77 В,. Електродний потенціал. Рівняння Нернста
ЕРС гальванічного елемента E зручно представляти у вигляді різниці деяких величин, що характеризують кожен з електродів - електроднихпотенціалів; однак для точного визначення цих величин необхідна точка відліку - точно відомий електродний потенціал якого-небудь електрода. електродний потенціалом електрода е е називається ЕРС елемента, складеного з даного електрода і стандартного водневого електрода (див. нижче), електродний потенціал якого прийнято рівним нулю. При цьому знак електродного потенціалу вважають позитивним, якщо в такому гальванічному елементі випробуваний електрод є катодом, і негативним, якщо випробуваний електрод є анодом. Необхідно відзначити, що іноді електродний потенціал визначають як "різниця потенціалів на межі електрод - розчин", тобто вважають його тотожним потенціалу ДЕС, що не зовсім правильно (хоча ці величини взаємопов'язані).
Величина електродного потенціалу металевого електрода залежить від температури і активності (концентрації) іона металу в розчині, в який опущений електрод; математично ця залежність виражається рівнянням Нернста (тут F - постійна Фарадея, z - заряд іона):
(III.40)
У рівнянні Нернста е В° - стандартний електродний потенціал , дорівнює потенціалу електрода при активності іона металу, рівній 1 моль/л. Стандартні електродні потенціали електродів у водних розчинах складають ряд напруг. Величина е В° є міра здатності окисленої форми елемента або іона приймати електрони, тобто відновлюватися. Іноді розходженням між концентрацією і активністю іона в розчині нехтують, і у рівнянні Нернста під знаком логарифма фігурує концентрація іонів в розчині. Величина електродного потенціалу визначає напрям процесу, що протікає на електроді при роботі гальванічного елемента. На напівелементах, електродний потенціал якого має більше (іноді кажуть - більш позитивне) значення, буде протікати процес відновлення, тобто даний електрод буде бути катодом.
Розглянемо розрахунок ЕРС елемента Даніеля-Якобі з допомогою рівняння Нернста. ЕРС завжди є позитивною величиною і дорівнює різниці електродних потенціалів катода і анода:
(III.41)
(III.42)
(III.43)
(III.44)
(III.45)
Як видно з рівняння (III.45), ЕРС елемента Даніеля-Якобі залежить від концентрації (точніше кажучи, активності) іонів міді та цинку; при їх рівних концентраціях ЕРС елемента буде дорівнює різниці стандартних електродних потенціалів:
(III.46)
Аналізуючи рівняння (III.45), можна визначити межа незворотною роботи гальванічного елемента. Оскільки на аноді йде процес окислення цинку, концентрація іонів цинку при незворотною роботі гальванічного елемента постійно збільшується; концентрація іонів міді, навпаки, зменшується. Ставлення концентрацій іонів міді і цинк...
