 |
|
Потенциалы, возникающие на металлах, погруженных в растворы собственных солей, называются электродными потенциалами.
Для расчета величины электродного потенциала (е), Нернстом было предложено уравнение:
e - электродный потенциал , В
Т – абсолютная температура, К.
R = 8,313 Дж/моль
F – число Фарадея ( 96485 кулонов/моль)
n – зараяд катиона.
eо - стандартный (нормальный) электродный потенциал, В.
e о – возникает на металле, погруженным в раствор собственной соли, с активностью катионов в растворе 1 моль/л.
a Met n+ - активность катионов металла (эффективная концентрация)
Однако, для расчетов основных физико-химических величин, приведенная форма уравнения неудобна. С учетом величин всех постоянных и при температуре 25оС (298К), используют уравнение:
Анализ уравнения показывает, что величина и знак электродного потенциала зависит соотношения величин слагаемых этого уравнения: активности ионов металла (lg a Met n+ ) и от его природы (eo).
Для того чтобы, можно было сравнить электродные потенциалы, возникающие в различных электродах, необходимо выбрать точку отсчета. За такую точку приняли потенциал водородного электрода, величину которого считают равной 0. На основе этого, построен ряд стандартных электродных потенциалов металлов (ряд активности металлов):
Анализируя ряд стандартных электродных потенциалов, можно сделать следующие выводы:
• У металлов, стоящих в начале ряда (активные металлы), преобладает процессрастворения, т.е. окисления металла. Металл, погруженный в раствор соли заряжается отрицательно.
• У металлов, стоящих в конце ряда, преобладает процесс осаждения на металлическую пластинку, т.е. восстановления из раствора. Металл, погруженный в раствор соли заряжается положительно.
• Любой более активный металл, погруженный в раствор своей соли, приобретает меньший по величине потенциал по сравнению с менее активным металлом.
• При взаимодействии двух сопряженных окислительно - восстановительных пар окислителем всегда будет окисленная форма той пары, потенциал которой имеет более положительное значение.
Например:
E(Ag+/Ag) = +0,8 В
E (Cu2+/Cu0) = + 0,34 В
Это означает, что металлическая медь - более сильный восстановитель, чем серебро. Т.е., чем отрицательнее стандартный окислительно - восстановительный потенциал, тем более сильными восстановительными свойствами обладает металл. И наоборот, чем более положительным значением стандартного окислительно-воссановительного потенциала обладает соряженная пара, тем большими окислительными свойствами обладает ион.
E(Zn 2+ /Zn0) = - 0,76 В → E(Ni 2+ /Ni0 ) = - 0,23 В
Ni 2+более сильный окислитель.