Равновесные и стандартные электродные потенциалы

Основное уравнение электрохимии – уравнение Нернста

Исходя из положения классической термодинамики, для любой реакции применимо уравнение изотермы, которое в случае растворов должно быть, записано в виде:

- термодинамическая константа равновесия, выраженная через активность.

Формально, любая реакция является окислительно-восстановительной.

Данное уравнение чаще всего пишут в виде:- уравнение Нернста. Данное уравнение является основным уравнением электрохимии.

- стандартное значение ЭДС, численно равно при .

Уравнение Нернста позволяет проводить расчеты исходя из активности или парциальных давлений участников реакции, однако для любых расчетов требуется знание стандартной ЭДС гальванического элемента.

Классическая термодинамика позволяет дописывать в уравнение химического потенциала величины, которые отличают его от стандартных. Для растворов и окислительно-восстановительного процесса выражение для химического потенциала имеет вид:

g – Потенциал в данной точке поля по отношению бесконечно удаленной точки в вакууме.

Если в химической реакции происходит растворение или кристаллизация вещества, условием равновесия будет являться равенство химического потенциала этого компонента на электроде и в растворе.

Величина - гальванипотенциал. Он представляет собой разность потенциалов одного и того же компонента, находящегося в твердой фазе и растворе. Гальванипотенциал возможен между любыми материалами, входящими в состав различных систем. Однако, его истинное значение не известно и не может быть определено экспериментально, потому что всегда будет существовать хотя бы ещё один гальванипотенциал между материалом измерителя и измеряемого вещества.

Для того, чтобы начать измерение электронных потенциалов требовалась система отчета. За начало отчета выбрали потенциал водородного электрода, а шкалу начали называть водородной шкалой.

Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, погруженную в одномолярный раствор соляной кислоты и омываемую газообразным водородом.

Давление водорода в водородном электроде должно быть равно единице. Потенциал этого электрода принимается равный нулю при любых температурах. Потенциал другого электрода, измеренного относительно водородного:

Разность двух гальванических потенциалов

Таким образом, стало возможным определять ЭДС гальванического элемента экспериментально, а к отдельным электродам применять уравнение Нернста, так как в любом, случае даже отдельный элемент должен представлять собой

гальванический элемент, состоящий из стандартного водородного электрода и непосредственно самого электрода. В этом случае .

Лекция №12

План лекции:

1. Классификация электродов. Электродные процессы.

а) Электроды I рода.

б) Электроды II рода.

в) Окислительно-восстановительные электроды.

г) Ион-селективные электроды.

Дата добавления: 2013-12-12