Использование величин стандартных потенциалов

СТАНДАРТНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

§ 1. Таблица стандартных электродных потенциалов

Из уравнения Нернста для электродного потенциала следует, что при заданной температуре величина потенциала любого электрода определяется составом системы и его стандартным потенпиалом, величина которого не зависит от активностей участников электродной реакции и представляет собой константу, характерную для данного электрода. Значения стандартных потенциалов электродов по водородной шкале и отвечающие им электродные реакции табулированы и их можно найти в справочниках.

Стандартные потенциалы отнесены к t — 25° С; их величины t при других температурах могут быть найдены по соответствующим температурным коэффициентам, также приведенным в справочниках.

Стандартные потенциалы используются при решении многих проблем, связанных с химическим равновесием в растворах. В условиях, когда электродный потенциал совпадает по величине со стандартным потенциалом, т. е. когда второе слагаемое в уравнении (VI1-14) равно нулю, любой электрод, расположенный ниже в электрохимическом ряду, находится в более окисленном состоянии_г чем электрод, расположенный выше, т. е. ближе к началу ряда. Если из двух таких электродов составить электрохимическую систему, то на первом из них будет протекать реакция восстановления, а на втором— реакция окисления. Процесс будет идти в том же направлении, если активные вещества обоих электродов будут в непосредственном контакте и реакция протекает по химическому пути. В том и другом случаях в результате реакции изменится состав системы и электродные потенциалы перестанут отвечать стандартным потенциалам электродов. Равновесие в системе наступит в тот момент, когда потенциалы двух электродов (или двух электродных реакций) сделаются одинаковыми. Такое состояние достигается при определенном соотношении активностей участников реакции, отвечающем константе ее равновесия.

Все электроды с потенциалом, более электроотрицательным, чем потенциал водородного электрода, в водных растворах термодинамически неусточивы. Реакции, отвечающие таким электродам, должны протекать самопроизвольно в сторону получения более оксиленных веществ с одновременным разложением воды и выделением из нее газообразного водорода. (например, металлический натрий -).

Все электроды, потенциал которых менее положителен, чем потенциал кислородного электрода, термодинамически неустойчивы при контакте с воздухом и водой. В этих случаях наблюдается самопроизвольное восстановление кислорода и превращение его в воду или перекись водорода с одновременным окислением соответствующих металлов или других веществ (Fe²⁺|Fe).

Таким образом, еслим электрод расположен в электрохимическеом ряду между водородным и кислородным электродами, то разложение воды с выделением водорода будет термодинамически невозможным. Однако остается еще возможной реакция восстановления кислорода, поэтому такой электрод должен быть термодинамически неустойчив в присутствии воздуха и воды.

Электроды с потенциалами более положительными, чем у равновесного кислородного электрода являются термодинамически неустойчивыми и должны разлагать воду с выделение газообразного кислорода (Се⁴⁺/Се³⁺)/

При использовании таблицы стандартных электродных потенциалов надоиметь ввиду, что основаннеые на ней выводы являются наиболее вероятными лишь термодинамически и указывают лишь на термодинамическую возможность или невозможность того или иного процесса.

Дата добавления: 2014-01-07