Водородная шкала потенциалов

Наиболее часто в качестве электрода сравнения (эталона) принято использовать водородный электрод. Поэтому измеряют ЭДС гальванического элемента, составленного из исследуемого и стандартного водородного электрода, потенциал которого считают равным нулю.

Схему такого элемента записывают следующим образом: слева - водородный электрод, справа - измеряемый электрод. Например, схема гальванического элемента для измерения потенциала цинкового электрода имеет вид:

H₂, Pt | H⁺ || Zn²⁺ | Zn,

а схема элемента для измерения потенциала медного электрода:

H₂, Pt | H⁺ || Cu²⁺ | Cu,

ЭДС элемента равна разности потенциалов правого и левого электродов:

E_э = j_п - j_л

А так как потенциал левого электрода условно принимают равным нулю, то ЭДС измеряемого элемента будет равна потенциалу правого электрода, т.е. стандартному электродному потенциалу. Для водородно-цинкового элемента ЭДС равна:

E_э = - = = -0, 763 B

т.е. водородный электрод заряжен менее отрицательно, чем цинковый. Таким образом, во внешней цепи электроны перемещаются от цинкового электрода к водородному. Для медно-водородного электрода:

E_э = - = = +0, 337 B

т.е. медный электрод заряжен более положительно, чем водородный.

Стандартные потенциалы металлических электродов в водных растворах приведены в справочной литературе. Величины стандартных ЭП металлов (j°) являются мерой восстановительной способности их атомов и мерой окислительной способности ионов металлов.

Чем более отрицательное значение имеет потенциал системы Меⁿ⁺/Ме, тем более сильной восстановительной способностью обладает атом. И наоборот, чем более положителен потенциал металлического электрода, тем более сильной окислительной способностью обладают его ионы. Например, к наиболее сильным восстановителям (в водном растворе) относится литий ( = -3, 04 B), а к наиболее сильным окислителям - ионы золота Au³⁺, Au⁺ ( = +1, 50 B, = +1, 69 B).