Величина и знак электродного потенциала. Зависимость электродного потенциала от концентрации раствора

На границе электрод-раствор возникает скачок потенциала, который называют электродным потенциалом.

φ, В

Электродный потенциал, как и разность потенциалов между двумя точками в разных фазах, экспериментально определить невозможно.

Поэтому φ измеряют косвенно через э.д.с. элемента. Почему? Потому что э.д.с. элемента равна разности электродных потенциалов:

и ее можно определить экспериментально (компенсационным методом).

Исходя из вышеизложенного, электродному потенциалу можно дать следующее определение:

Электродным потенциалом электрода называется э.д.с. элемента, состоящего из исследуемого электрода справа и стандартного электрода слева.

Стандартным электродом (или электродом сравнения) называют обратимый водородный электрод, в котором газообразный водород, находящийся под давлением 1 атм., насыщает платиновый электрод, погруженный в раствор с активностью равной 1. В качестве раствора используют HCl _aq или H₂SO_{4 aq}.

Электродный потенциал стандартного водородного электрода равен 0:

Согласно определению, э.д.с. такого элемента равна электродному потенциалу определяемого электрода:

Как записывается электродный потенциал? Чему равны его величина и знак?

Рассмотрим цинковый электрод. В этом случае составляется элемент согласно определению электродного потенциала:

(-) Pt, H₂ | H⁺, aq || Zn²⁺, aq | Zn (+)

Реакция, протекающая на электроде:

A (+): Zn²⁺ + 2 Zn

Т. к. справа (+), а слева (-), то э.д.с. такого элемента “+”, а значит “+” и электродный потенциал . Электродный потенциал записывается следующим образом:

	Zn^2+, aq | Zn;

При написании электродного потенциала необходимо писать сочетание электрод-раствор в том же порядке, что и в элементе.

Величина электродного потенциала зависит от концентрации электролита. Данную зависимость можно вывести, используя методы термодинамики (вывод термодинамический).

Определим потенциал металлического электрода, погруженного в свой раствор. Составим соотносящий элемент:

(-) Pt, H₂ | H⁺, aq || Me ⁿ⁺, aq | Me (+)

Э.д.с. данного элемента равна:

;

, тогда имеем

В формуле величины n и F известны, необходимо найти изменение энергии Гиббса для обратимой реакции протекающей на металлическом электроде:

Известно, что

Тогда, согласно уравнению:

где (при Т и ρ const в чистом металле)

;

;

- стандартный электродный потенциал – это потенциал электрода, погруженного в раствор с активностью ионов равной 1.

Величина E⁰ зависит от Т, при T = const и p = const величина E⁰ тоже постоянна.

Тогда

Дата добавления: 2014-01-06