у постійно зменшується і логарифм цього відносини при [Сu 2 + ] <[Zn 2 + ] стає негативним. Т.ч., різниця потенціалів при незворотною роботі гальванічного елемента безперервно зменшується; при E = 0 (тобто е до = Е а ) гальванічний елемент не може здійснювати роботу (необоротна робота гальванічного елемента може припинитися також і в результаті повного розчинення цинкового анода).
Рівняння (III.45) пояснює також і працездатність т.зв. концентраційних ланцюгів - гальванічних елементів, що складаються з двох однакових металевих електродів, опущених в розчини солі цього металу з різними активностями а 1 > а 2 . Катодом в цьому випадку буде електрод з більшою концентрацією, тому що стандартні електродні потенціали обох електродів рівні; для ЕРС концентраційного гальванічного елемента отримуємо:
(III.47)
Єдиним результатом роботи концентраційного елемента є перенесення іонів металу з більш концентрованого розчину в менш концентрований. Т.ч., робота електричного струму в концентраційному гальванічному елементі - це робота дифузійного процесу, який проводиться оборотно в результаті просторового поділу його на два протилежних за напрямом оборотних електродних процесу.
31. Стандартний (Нормальний) водневий електрод. Стандартний електродний потенціал. Таблиці стандартних окислювально-відновних потенціалів
У електрохімії стандартний електродний потенціал, що позначається Eo, E0, або EO, є мірою індивідуального потенціалу оборотного електрода (у рівновазі) у стандартному стані, яке здійснюється в розчинах при ефективній концентрації в 1 моль/кг і в газах при тиску в 1 атмосферу або 100 кПа (Кілопаскалей). Обсяги найчастіше взяті при 25 В° C. Основою для електрохімічної комірки, такий як гальванічна комірка завжди є окислювально-відновна реакція, яка може бути розбита на дві напівреакції: окислення на аноді (втрата електрона) та відновлення на катоді (Придбання електрона). Електрика виробляється внаслідок відмінності електростатичного потенціалу двох електродів. Ця різниця потенціалів створюється в результаті відмінностей індивідуальних потенціалів двох металів електродів по відношенню до електроліту. Обчислення стандартних електродних потенціалів
Електродний потенціал не може бути отриманий емпірично. Потенціал гальванічної комірки випливає з "пари" електродів. Таким чином, неможливо визначити величину для кожного електрода в парі, використовуючи емпірично отриманий потенціал гальванічної комірки. Для цього встановлено стандартний водневий електрод, для якого цей потенціал точно визначений і дорівнює 0,00 В, та будь електрод, для якого електронний потенціал ще невідомий, може бути співвіднесений зі стандартним водневим електродом з утворенням гальванічної осередку - і в цьому випадку потенціал гальванічної комірки дає потенціал невідомого електрода.
Так як електродні потенціали традиційно визначають як відновлювальні потенціали, знак окисляющегося металевого електрода повинен бути змінений на протилежний при підрахунку загального потенціалу комірки. Також потрібно мати на увазі, що потенціали не залежать від кількості переданих електронів в напівреакцій (навіть якщо воно різне), так як вони розраховані на 1 моль переданих електронів. Звідси при розрахунку якого-небудь електродного потенціалу на підставі двох інших слід проявляти уважність.
Наприклад:
(ур-е 1) Fe3 + + 3e--> Fe (тв) -0.036 В
(ур-е 2) Fe2 + + 2e--> Fe (тв) -0.44 В
Для отримання третього рівняння:
(ур-е 3) Fe3 + + e--> Fe2 + (+0.77 В)
слід помножити потенціал першого ур-я на 3, перевернути ур-е 2 (поміняти знак) і помножити його потенціал на 2. Додавання цих двох потенціалів дасть стандартний потенціал ур-я 3.
Таблиця стандартних електродних потенціалів
Основна стаття: Таблиця стандартних електродних потенціалів
Чим більше стандартні відбудовні потенціали, тим легше їх можна відновити, іншими словами, тим більше сильними окислювачами вони є. І навпаки: великий негативний потенціал означає, що дана форма є сильним відновником. Наприклад, F2 має 2,87 В, а Li + має -3,05 В, фтор - окислювач, літій - відновник. Таким чином, Zn2 +, стандартний відновний потенціал якого дорівнює -0,76 В, може бути окислений будь-яким іншим електродом, стандартний потенціал якого більше -0,76 В. (напр., H + (0 В), Cu2 + (0,16 В), F2 (2,87 В)) і може бути відновлений будь-яким електродом, стандартний потенціал якого менше -0,76 В (напр., H-(-2,23 В), Na + (-2,71 В), Li + (-3,05 В)). У гальванічній комірці, де мимовільна окислювально-відновна реакція змушує клітинку виробляти електричний потенціал, Енергія Гіббса ДGo повинна бути негативною, в відповідності з наступним рівнянням:
ДGoяч =-NFEoяч
де n це кількість молей електронів на моль продуктів, а F є постійною Ф...
