елемента (ЕРС), виміряна при 25 В° С, і характеризує стандартний електродний потенціал металу, що позначається зазвичай як Е В°.
Стандартні потенціали електродів, виступаючих як відновники по відношенню до водню, мають знак "-", а знак "+" мають стандартні потенціали електродів, що є окислювачами.
Метали, розташовані в порядку зростання їх стандартних електродних потенціалів, утворюють так званий електрохімічний ряд напруг металів: Li, Rb, До, Ва, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au. p> Ряд напруг характеризує хімічні властивості сталі:
1. Чим більше від'ємний електродний потенціал металу, тим більше його відновна здатність.
2. Кожен метал здатний витісняти (відновлювати) з розчинів солей ті метали, які стоять в електрохімічному ряді напруг металів після нього.
3. Всі метали, що мають негативний стандартний електродний потенціал, тобто знаходяться в електрохімічному ряді напруг металів лівіше водню, здатні витісняти його з розчинів кислот.
Як і у разі визначення значення Е В° металів, значення Е В° неметалів вимірюються при температурі 25 В° С і при концентрації всіх атомних і молекулярних частинок, беруть участь у рівновазі, рівній 1 моль/л.
Алгебраїчне значення стандартного окисно-відновного потенціалу характеризує окислювальну активність відповідної окисленої форми. Тому зіставлення значень
стандартних окислювально-відновних потенціалів дозволяє відповісти на питання: протікає та чи інша окислювально-відновна реакція?
Кількісним критерієм оцінки можливості протікання тієї чи іншої окислювально-відновної реакції є позитивне значення різниці стандартних окислювально-відновних потенціалів напівреакцій окислення і відновлення.
водневі електрод в електрохімії - зазвичай платинована пластина, занурена в розчин кислоти з певною концентрацією іонів Н + і омивається газоподібним воднем. При тиску водню 0,1 МПa і термодинамічної активності його іонів, рівній одиниці, потенціал водневого електрода умовно прийнятий рівним нулю. Такий водневий електрод називається стандартним, він служить електродом порівняння, від якого відраховують потенціали інших електродів.
32 Термодинаміка протікання електродних процесів. Мимовільність протікання окислювально-відновних реакцій. Зв'язок ЕРС гальванічного елемента з енергією Гіббса. Зв'язок ЕРС з константою рівноваги
Будь-які хімічні реакції пов'язані з переміщенням електронів, тому можуть бути використані для отримання електричного струму. При цьому джерелом електричної енергії є енергія, що звільняється при хімічної реакції. Таке перетворення енергії хімічної реакції в електричну можливе лише за допомогою спеціального пристрою, званого гальванічним елементом. Воно дозволяє направляти потік електронів по металевих провідникам.
Просте спалювання водню супроводжується великим виділенням тепла. Якщо його провести при постійному обсязі, наприклад, в калориметричних бомбі, то ДU = -284,5 кДж/моль. Якщо цю ж реакцію здійснити в гальванічному елементі електрохімічним шляхом, то частину цієї убутку внутрішньої енергії може бути використана для отримання електричного струму. Схема такого гальванічного елемента показана на рис: IX.1. У водний розчин (наприклад, NaOH) занурені два платинових електрода. Лівий електрод омивається бульбашками водню, а правий - киснем. Водень в лівій частині цього гальванічного елемента розчиняється в платині і іонізується. Внаслідок великого спорідненості до молекул води деякий кількість протонів переходить в шар розчину, безпосередньо прилеглий до електроду. При цьому утворюються іони гідроксонію Н3О + - вони позначені плюсами в правій частині рис. IX. 1, а електрони (мінуси) залишаються на поверхні платинового електрода. Через електростатичного тяжіння між електронами і іонами гідроксонію останні залишаються поблизу електрода і не йдуть в обсяг розчину. Завдяки цьому на кордоні метал-розчин виникає так званий подвійний електричний шар, подібний двом обкладкам конденсатора. На поверхні правого електрода відбувається реакція утворення іонів гідроксилу:
3/2O2г + H2Oж + 2e = 2OH-
в результаті якої з металу видаляються два електрони. Поверхня металу тому заряджається позитивно і на ній також утворюється подвійний електричний шар, але протилежного знака. Якщо з'єднати лівий і правий електроди металевим провідником, то по ньому потече електричний струм. Стрілка на рис. IX.1 вказує напрямок потоку електронів. Різниця електричних потенціалів на електродах разомкнутого гальванічного елемента називається його електрорушійної силою (е. д. с.).
Очевидно потік електронів, що виникає в елементі може бути використаний для виробництва роботи, наприклад, для обертання електричного мотора. Протікання струму приводить до зменшення зарядів подвійних електричних шарів. Тому іони Н3О + і О...
