Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Потенциалы металлических и газовых электродов
|
|
eг.э. = jк - ja, где
jк – потенциал положительного электрода (в элементе катод);
ja – потенциал отрицательного электрода (в элементе анод).
Если потенциал одного из электродов принять равным 0, то относительный потенциал второго электрода будет равен ЭДС элемента.
Таким образом можно определить относительный потенциал любого электрода.
| Рис.16. Водородный электрод |
В настоящее время за 0 принят потенциал стандартного водородного электрода (рис.16.)
Равновесие на водородном электроде:
2H+ + 2℮ = H2.
Для определения потенциалов электродов по водородной шкале собирают гальванический элемент, слева – водородный электрод, справа – измеряемый электрод:
H2, Pt | H+ || Меn+ | Ме
eг.э. = jп - jл.
Т.к. jл = 0 => eг.э.= jп = jМеn+/ Ме.
Используем уравнение (5):
 |
RT
jМеn+/ Ме = j0Меn+/ Ме + ∙ lnaМеn+ —
NF
уравнение Нернста для потенциала металлического электрода.
При Т = 298К, подставляя значения R и F, получаем
0, 059
jМеn+/ Ме = j0Меn+/ Ме + ∙ lgaМеn+
n
Для разбавленных растворов a» c.
j0Меn+/ Ме – стандартный потенциал металлического электрода.
Стандартным потенциалом металлического электрода называют потенциал этого электрода в растворе собственных ионов с активностью их, равной 1.
Ряд напряжений металлов:
| Li | Rb | K | Ba | Sr | Ca | Na | Mg | Al | Mn | Zn | Cr | Fe | |
| -3.02 | -2.99 | -2.92 | -2.90 | -2.89 | -2.87 | -2.71 | -2.34 | -1.67 | -1.05 | -0.76 | -0.71 | -0.44 | |
| Cd | Co | Ni | Sn | Pb | H | Sb | Bi | Cu | Hg | Ag | Pd | Pt | Au |
| -0.40 | -0.29 | -0.25 | -0.14 | -0.13 | 0.0 | +0.20 | +0.23 | +0.24 | +0.79 | +0.80 | +0.83 | +1.20 | +1.42 |
Водородный электрод: H2, Pt | H+
2H+ + 2℮ = H2. 0, 059 a2H+
При Т = 298К уравнение Нернста: j2H+/H2 = ∙ lg
2 PH2
Учитывая, что lg aH+ = -pH => j2H+/H2 = -0.0295∙ lg PH2 – 0.059pH.
Если PH2 = 1,
 |
j2H+/H2 = -0, 059PH
Кислородный электрод: O2, Pt | OH-
O2 + 2H2O +4℮ = 4OH-
При Т=298К уравнение Нернста:
0, 059 PO2 ∙ a2H2O
jО2/ОH- = jоО2/ОH- + ∙ lg
4 а4ОН-
0, 059
Т.к. aH2О = const, то значение ∙ lg a2H2O
введем в joO2/OH-:
PO2
jO2/OH- = joO2/OH- + 0, 0147∙ lg, где
a4OH-
jоО2/ОH- - стандартный потенциал кислородного электрода, равный 0, 401 В.
KH2O
Учитывая аOH- = и lg aH+ = -PH, получаем
aH+
jО2/ОH- = 1, 23 + 0, 0147∙ lgPO2 – 0, 059PH
 |
Если PO2 = 1, то jО2/ОH- = 1, 23 – 0, 059РН (рис.17).
+1, 2 +1, 2
+0, 8 +0, 8
+0, 4 +0, 4
0 0
-0, 4 -0, 4
-0, 8 7 - 0, 8
2 4 6 8 10 12 РН
Рис.17. Зависимость потенциалов водородного и кислородного электродов от РН среды при РН2 = 1 и РО2=1 (101 кПа)
|
|