е практично не витісняє її з розчину сульфату міді (II) CuS04. Це пояснюється тим, що хлорид-іон Сl-швидко руйнує захисну поверхневу плівку на алюмінії, а сульфат-іон SO4 2-практично не руйнує її. p> Всі метали, що мають негативні значення стандартних електродних потенціалів, тобто стоять у ряді до водню, витісняють водень з розбавлених кислот, аніони яких виявляють окисних властивостей (наприклад, з НСl або розведеної H2S04) і розчиняються в них. Однак є й винятки. Наприклад, свинець практично не розчиняється в сірчаної кислоти. Це обумовлено утворенням на поверхні металу захисної плівки труднорастворимого сульфату свинцю PbS04, який ускладнює контакт металу з розчином кислоти. Тому можна зробити висновок, що користуватися низкою стандартних електродних потенціалів слід з урахуванням всіх особливостей розглянутих процесів.
Стандартні потенціали окислювально-відновних реакцій . Можливість протікання будь окислювально-відновної реакції в реальних умовах обумовлена ​​низкою причин: температурою, природою окислювача і відновника, кислотністю середовища, концентрацією речовин, що беруть участь у реакції, і т. д. Врахувати всі ці фактори буває важко, але, пам'ятаючи про те, що будь-яка окислювально-відновна реакція протікає з перенесенням електронів від відновлювача до окислювача, можна встановити критерій можливості протікання такої реакції.
Кількісною характеристикою окислювально-відновних процесів є нормальні окислювально-відновні потенціали окислювачів і відновників (або стандартні потенціали електродів).
Щоб зрозуміти фізико-хімічний сенс таких потенціалів, необхідно проаналізувати так звані електрохімічні процеси.
Хімічні процеси, що супроводжуються виникненням електричного струму або викликаються їм, називаються електрохімічними.
Щоб зрозуміти природу електрохімічних процесів, звернемося до розгляду декількох досить простих ситуацій. Уявімо собі металеву пластинку, занурену у воду. Під дією полярних молекул води іони металу відриваються від поверхні пластинки і гідратованими переходять в рідку фазу. Остання при цьому заряджається позитивно, а на металевій платівці з'являється надлишок електронів. Чим далі протікає процес, тим більше стає заряд, як платівки, так і рі ої фази.
Завдяки електростатичного тяжінню катіонів розчину і надлишкових електронів металу на межі розділу фаз виникає так званий подвійний електричний шар, який гальмує подальший перехід іонів металу в рідку фазу. Нарешті, настає момент, коли між розчином і металевою пластинкою встановлюється рівновага, яке можна виразити рівнянням:
В
або з урахуванням гідратації іонів у розчині:
В
Стан цієї рівноваги залежить від природи металу, концентрації його іонів у розчині, від температури і тиску.
При зануренні металу не у воду, а в розчин солі цього металу рівновагу в Відповідно до принципу Ле Шательє зміщується вліво і тим більше, чим вище концентрація іонів металу в розчині. Активні метали, іони яких володіють хорошою здатністю переходити в розчин, будуть в цьому випадку заряджатися негативно, хоча меншою мірою, ніж в чистій воді.
Рівновага можна змістити вправо, якщо тим чи іншим способом видаляти електрони з металу. Це призведе до розчинення металевої пластинки. Навпаки, якщо до металевої платівці підводити електрони ззовні, то на ній буде відбуватися осадження іонів з розчину.
При зануренні металу в розчин на межі розділу фаз утворюється подвійний електричний шар. Різниця потенціалів, що виникає між металом і навколишнього його рідкою фазою, називають електродним потенціалом. Цей потенціал єхарактеристикою окислювально-відновної здатності металу в вигляді твердої фази.
У ізольованого металевого атома (стан одноатомного пара, що виникає при високих температурах і високих ступенях розрідження) окислювально-відновні властивості характеризуються іншою величиною, званої іонізаційним потенціал. Іонізаційний потенціал - це енергія, необхідна для відриву електрона від ізольованого атома.
Абсолютне значення електродного потенціалу не можна виміряти безпосередньо. Разом з тим не представляє праці вимір різниці електродних потенціалів, яка виникає в системі, що складається з двох пар метал - розчин. Такі пари називають напівелементах. Домовилися визначати електродні потенціали металів по відношенню до так званого стандартного водневого електрода, потенціал якого довільно прийнятий за нуль. Стандартний водневий електрод складається з спеціально приготовленою платинової пластинки, зануреної в розчин кислоти з концентрацією іонів водню 1 моль/л і омиваною струменем газоподібного водню під тиском 105 Па, при температурі 25 В° С.
Ряд стандартних електродних потенціалів. Якщо пластинку металу, занурену в розчин його солі з концентрацією іонів металу, рівній 1 моль/л, з'єднати зі стандартним водневим електродом, то вийде гальванічний елемент. Електрорушійна сила цього ...
