Elektródpotenciálok és elektromotoros erők - studopediya
Azáltal jelenlétében egy speciális típusú kapcsolatot fémek (fém) a fémrács dinamikus egyensúly áll fenn az atomok, ionok és szabadon mozgó delokalizált elektron: M Û M n + + N
Ha egy fémlemezt merítjük vizes oldatban só az azonos fém, a fém-kationok hatására a poláros vízmolekulák és hidratált oldatba. Ezen a módon, a felesleges kationok oldatban jelenik meg, és a fém - elektronok. A felület a fémréteg negatív töltésű, és a szomszédos vele pozitív oldattal réteget. És a fém - oldatot elektromos dupla réteg, amely megfelel egy bizonyos potenciális különbség. Mivel a fémbetét (felesleg elektronok) növeli közötti elektrosztatikus vonzás kationok az oldatban, és a fém felülete és az ellentétes folyamat zajlik - a fém ionok az oldatból vett a lemez és az elektronok mozgassa semleges állapotba, alkotó fém atomok, amelyek részévé válnak a kristályrácsban. Ez a folyamat vezet hiány az elektronok a lemezen és a előfordulása pozitív töltés. Között a fém elektród és az oldatot egyensúlyi állapot jön létre:
(A oldat) a chip
Attól függően, hogy melyik a két folyamat tekinthető érvényesül egyensúlyi helyzete határozza meg a megjelölés és nagyságát a díjat a fém felületén. Minél több aktív fém, annál könnyebb lesz át kationoknak oldatban, annál az egyensúly jobbra tolódik, és annál nagyobb a negatív töltést a fém felületén. Abban az esetben, inaktív fémek fordított folyamat érvényesülhetnek - átmeneti fém kationok az oldatból a felszínén, az egyensúly eltolódik a balra, ahol a fémfelület szerez egy pozitív töltést.
Így, ha a fém érintkezik a sóoldat, a két szomszédos fázisok ellentétes töltések, ennek eredményeként a határfelületi fém - képződött oldatot, elektromos dupla réteget és egy potenciális különbség lép fel, azzal jellemezve, hogy egy bizonyos ugrás kapacitás - elektróda potenciálja. Az egyensúlyi állapotot határozza meg az egyensúlyi elektródpotenciál, ami függ a fém természetétől, a fémionok koncentrációját az oldatban hőmérséklet. Mérni vagy kiszámítani az abszolút értéke az elektród potenciálja nem lehetséges. Határozza meg a relatív nagysága a potenciális különbség a két elektróda potenciál - az elektromotoros erő (EMF) a cella, amelynek tagjai a vizsgálati elektróda és a referencia elektród - a hidrogén-elektród.
A szokásos (standard) a hidrogén-elektródát oldatba merítjük kénsav, amelynek koncentrációja (aktivitása) a hidrogén ionok 1 mol / l-platina-lemez bevont finom eloszlású platina, folyamatosan telítjük hidrogéngáz nyomáson megegyezik a normál légköri nyomáson (1,013 × 10 5 Pa), és a hőmérséklet a 298 K ( 25 ° C-on). A felszínen az elektróda egyensúly jön létre:
2H + + 2 Û H2 és a potenciális különbség és az elektróda között oldatot hagyományosan nullának határozzuk meg (j).
Az elektród potenciálját, amely akkor keletkezik, amikor a fém oldatba merítjük saját ionok megadott koncentráció (aktivitás) a fémionok 1 mol / l, standard körülmények között mért, összehasonlítva egy standard hidrogén elektród az úgynevezett standardpotenciál a fém.
A szabványos potenciális betűvel jelöljük j ° (vagy E °) elektróddal, amely meg van írva a következő: először a potenciális - meghatározzuk az ionokra oldatban, majd az elektróda anyag, mint például cink elektród potenciálja j.
Fémekkel növekvő azok standardpotenciál kapott száma standardpotenciál (fület. 6).
A standardpotenciál a fém mennyiségileg jellemzi elektrokémiai aktivitását: minél negatívabb elektród potenciál, annál nagyobb a képesség, hogy küldjön a fémionokat oldatban, annál nagyobb a csökkentés tulajdonságait a fém, a kevésbé oxidáló képessége annak ionok.
Mindegyik fém ez a sorozat nem víz bontására (miután magnézium) kiszorítja (visszaállás) követi az egészet származó fémek vizes oldatai sóik.
Minden fémek hidrogénatomhoz (negatív értékei elektród potenciál) hidrogénnel redukáljuk a híg savak (kivéve a salétromsavat).
A nagyobb távolságra vannak a sorban potenciálok a két fém, a nagyobb elektromotoros erő jön létre ezekből elektrokémiai cella (koncentrációban fémionok 1 mol / l), az anód (-) aktívabb fém.
6. táblázat A standardpotenciál 0 j fémek vizes oldatokban, T = 298 K