Что такое электродный потенциал

) (чаще всего между металлом и раствором электролита). Возникновение Э. п. обусловливается переносом заряженных частиц через границу раздела фаз, специфической адсорбцией ионов, а при наличии полярных молекул (в том числе молекул растворителя) - ориентационной адсорбцией их. Величина Э. п. в неравновесном состоянии зависит как от природы и состава контактирующих фаз, так и от кинетических закономерностей электродных реакций на границе раздела фаз. Равновесное значение скачка потенциалов на границе раздела электрод/раствор определяется исключительно особенностями электродной реакции и не зависит от природы электрода и адсорбции на нём поверхностно-активных веществ. Эту абсолютную разность потенциалов между точками, находящимися в двух разных фазах, нельзя измерить экспериментально или рассчитать теоретически. Практическое значение имеют относительные Э. п., обычно называемые просто Э. п., представляющие собой разность Э. п. рассматриваемого электрода и электрода сравнения - чаще всего нормального водородного электрода (См. Водородный электрод), Э. п. которого условно принимается равным нулю.

При электрохимическом равновесии на электроде величина Э. п. (E ) может быть выражена через изменение гиббсовой энергии (См. Гиббсова энергия) (ΔG ) реакции: Е = - ΔG /zF , где z - число электронов, участвующих в электрохимическом процессе, F - Фарадея число . Э. п. в этом случае зависит от активности (а ) участвующих в реакции веществ (потенциалопределяющих веществ). Для электродов Me/Me n + Е = E 0 + (RT/zF ) ln a Me n+ , где R - газовая постоянная, Т - температура, E 0 - Нормальный потенциал . Для окислительно-восстановительных систем с инертным электродом, у которых все компоненты электрохимической реакции находятся в растворе, Э. п. (Окислительно-восстановительный потенциал) определяется активностями как окисленной (a ok), так и восстановленной (а в) форм вещества:

где ν - стехиометрический коэффициент.

В случае, когда на электроде возможно одновременное протекание более одной электродной реакции, используется понятие стационарного Э. п. При пропускании электрического тока измеренный Э. п. будет отличаться от равновесного на величину поляризации (см. Поляризация электрохимическая).

В. В. Городецкий.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Электродный потенциал" в других словарях:

ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ - разность электрических потенциалов (напряжений) между электродом и находящимся с ним в контакте электролитом. Появление Э. п. вызвано образованием у поверхности электрода двойного электрического слоя. На практике используют значения так… … Большая политехническая энциклопедия

В электрохимии разность электрических потенциалов на границе фаз электрод электролит. На практике пользуются значениями т. н. относительного электродного потенциала, равного разности электродного потенциала, данного электрода и электрода… … Большой Энциклопедический словарь

ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ, мера способности электрода вступать в реакцию. Электрод из элемента М, помещенный в раствор его ионов (М+), представляет собой ПОЛУЭЛЕМЕНТ. Теоретически в ходе реакций типа ММ++е между электродом и раствором всегда… … Научно-технический энциклопедический словарь

Электродный потенциал - мера способности электрода вступать в реакцию. Между электродом и раствором всегда образуется разность потенциалов. Стандартные потенциалы электродов определяют относительно водородного электрода при определенных величинах температуры,… … Официальная терминология

электродный потенциал - — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN electrode potentialelectrolytic potentialelectropolarization… … Справочник технического переводчика

электродный потенциал - разность электрических потенциалов между электродами и находящимся с ним в контакте электролитом (чаще всего между металлом и раствором электролита). Практическое значение имеют относительные электродные потенциалы,… … Энциклопедический словарь по металлургии

электродный потенциал - 3.8 электродный потенциал: Мера способности электрода вступать в реакцию. Между электродом и раствором всегда образуется разность потенциалов. Стандартные потенциалы электродов определяют относительно водородного электрода при определенных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации - elektrodo potencialas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas potencialų skirtumu, susidarančiu tarp joninės terpės (elektrolito tirpalo ar lydalo) ir į ją įdėto elektrodo. atitikmenys: angl. electrode… …

электродный потенциал - elektrodo potencialas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Elektrodo potencialas kito kūno arba terpės, kurioje jis yra, atžvilgiu. atitikmenys: angl. electrode potential vok. Elektrodenpotential, n rus. потенциал электрода … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Если погрузить металлический электрод в раствор, содержащий ионы того же металла, атомы металлической решетки переходят в раствор и образуют гидратированные ионы металла. В то же время гидратированные ионы приобретают электроны на электроде и образуют атомы металла. В результате они становятся частью металлической решетки. В конце концов на электроде устанавливается равновесие

Процесс, идущий в прямом направлении (вправо), представляет собой восстановление, при котором гидратированные ионы металла в растворе отбирают электроны у электрода (рис. 10.16). Это приводит к дефициту электронов на рассматриваемом электроде и, следовательно, к возникновению на нем положительного заряда. Вместе с тем, в обратном процессе, т. е. в процессе окисления, атомы металлической решетки переходят в раствор, образуя гидратированные катионы. Это приводит к образованию избыточных электронов на данном электроде и возникновению на нем отрицательного заряда.

От того, какой из этих двух противоположно направленных процессов преобладает, а следовательно, от того, в какую сторону окажется смещено равновесие, зависит заряд рассматриваемого электрода. Положение равновесия зависит от целого ряда факторов, в том числе от химической природы металла, концентрации ионов в электролите и от температуры. Если равновесие сдвинуто вправо, восстановление

преобладает над окислением и, следовательно, электрод приобретает положительный заряд. Если равновесие сдвинуто влево, окисление преобладает над восстановлением и, следовательно, электрод приобретает отрицательный заряд.

В любом случае происходит разделение зарядов, а значит, возникает разность потенциалов между электродом и ионами в растворе. Электродный потенциал полуэлемента - это электродвижущая сила (э.д.с.) гальванического элемента, в схематической записи которого слева находится водородный электрод, а справа - рассматриваемый электрод (полуэлемент). Для электрода такой гальванический элемент изображается схемой

Электродный потенциал обозначается символом и соответствует реакции восстановления, протекающей на электроде

Повышение температуры полуэлемента приводит к увеличению способности металла растворяться в растворе и образовывать гидратированные ионы металла. Это способствует протеканию обратной реакции и сдвигу равновесия влево. В результате возрастает разность потенциалов между электродом и раствором.

Рис. 10.16. Возникновение электродных потенциалов, электроде, на котором происходит самопроизвольное восстановление ионов металла из раствора, они забирают электроны у электрода, и поэтому электрод приобретает положительный заряд; электроде, на котором происходит самопроизвольное окисление, металла переходят с электрода в раствор, оставляя на электроде избыток электронов, вследствие чего он приобретает отрицательный заряд.

Если же увеличится концентрация гидратированных ионов металла в растворе, равновесие сдвинется вправо. В таком случае разность потенциалов между электродом и раствором уменьшится.

Поскольку электродные потенциалы зависят от температуры, концентрации, а также от давления, то прежде, чем сравнивать их друг с другом, необходимо их стандартизовать, т. е. привести к стандартным условиям. Напомним, что стандартными условиями являются температура 298 К, давление 1 атм и концентрация 1 моль/дм3. Это позволяет определить стандартный электродный потенциал электрода (или полуэлемента) как электродвижущую силу гальванического элемента, в схематической записи которого левым электродом является стандартный водородный электрод, а правым - стандартный рассматриваемый электрод. Для электрода такой гальванический элемент схематически записывается следующим образом:

Стандартный электродный потенциал этого электрода обозначается символом приведенного выше определения следует, что стандартный электродный потенциал (стандартного) водородного электрода равен нулю

Окислительно-восстановительные потенциалы

Электродные потенциалы полуэлементов часто называют окислительно-восстановительными потенциалами. Принято указывать окислительно-восстановительные потенциалы в виде восстановительных потенциалов. Это означает, что равновесные полуреакции должны записываться так, чтобы восстановление было прямой реакцией:

Окислительно-восстановительный потенциал является мерой способности восстановительного процесса к самопроизвольному протеканию.

В табл. 10.5 указаны стандартные окислительно-восстановительные потенциалы для ряда полуреакций. Их значения находятся в пределах от - 3 В до + 3 В. Чем положительнее окислительно-восстановительный потенциал, тем легче должно происходить восстановление. Чем менее положительным или более отрицательным является окислительно-восстановительный потенциал, тем легче должно происходить окисление.

Чем больше стандартные восстановительные потенциалы, тем легче их можно восстановить, другими словами, тем более сильными окислителями они являются. И наоборот: низкий отрицательный потенциал означает, что данная форма является сильным восстановителем. Например, F 2 имеет 2,87 В, а Li + имеет −3,05 В, фтор - окислитель, литий - восстановитель. Таким образом, Zn 2+ , стандартный восстановительный потенциал которого равен −0,76 В, может быть окислен любым другим электродом, стандартный потенциал которого больше −0,76 В. (напр., H + (0 В), Cu 2+ (0,16 В), F 2 (2,87 В)) и может быть восстановлен любым электродом, стандартный потенциал которого меньше −0,76 В (напр., H − (−2,23 В), Na + (−2,71 В), Li + (−3,05 В)).

В гальванической ячейке, где самопроизвольная окислительно-восстановительная реакция заставляет ячейку производить электрический потенциал, Энергия Гиббса ΔG o должна быть отрицательной в соответствии со следующим уравнением:

Нестандартные условия

Стандартные электродные потенциалы даны при стандартных условиях. Однако реальные ячейки могут действовать и при нестандартных условиях. При данном стандартном потенциале потенциал при нестандартных эффективных концентрациях может быть вычислен с использованием

Электрод и электродный потенциал

Процессы взаимного превращения химической и электрической форм энергии называются электрохимическими. Их можно разделить на две основные группы: 1) процессы превращения химической энергии в электрическую (гальванический элемент); 2) процессы превращения электрической энергии в химическую (электролиз).

Изучением электрохимических процессов занимается электрохимия.

К электрохимическим процессам относятся явления, возникающие на границе двух фаз с участием заряженных частиц (ионов и электронов), например, при погружении металлической пластинки в воду.

Для всех металлов характерно свойство в большей или меньшей степени растворяться в воде. При этом протекает взаимодействие поверхностных ион-атомов металла, находящихся в узлах решетки, с полярными молекулами воды. В результате в раствор переходят гидратированные катионы металла (окисление), оставляя в металле электроны. Пластина металла становится заряженной отрицательно, а приэлектродный слой раствора – положительно. На границе металл – раствор возникает двойной электрический слой, характеризующийся разностью потенциалов.)

При погружении металла в раствор его соли также возникает двойной электрический слой. В этом случае возможны два механизма его образования. Если концентрация ионов в растворе мала или металл достаточно активный, металлическая пластинка заряжается отрицательно. В том случае, когда концентрация катионов металла в растворе велика или металл малоактивный, металлическая пластинка заряжается положительно. Потенциалу металла приписывается тот знак, который возникает на его поверхности в двойном электрическом слое.

Система, состоящая из металла, опущенного в раствор собственной соли, называется окислительно-восстановительной или электродом и характеризующаяся определенным электродным потенциалом.

Водородный электрод.

Водородный электрод состоит из платиновой пластинки, покрытой платиновой чернью (электролитически осажденной платины). Электрод погружен в раствор кислоты с концентрацией ионов водорода 1 моль/л и омывается струей газообразного водорода под давлением 1 атм. при температуре 25 о С.

При насыщении платины водородом на поверхности металл – раствор устанавливается равновесие Н 2 D 2Н+ , которое характеризуется определенным скачком потенциала, величина потенциала которого условно принимается за нуль (при всех значениях температур).

Условно водородный электрод обозначают схемой 2Н+ | Н 2 , Pt, где вертикальная черта обозначает поверхность раздела фаз.

Уравнение Нернста для этого электрода имеет вид

Учитывая, что lg = – pH, получаем

Таким образом, потенциал водородного электрода принимает более отрицательное значение с увеличением давления водорода и рН.

Стандартные электродные потенциалы

Если металл опустить в раствор его соли с концентрацией по катиону 1 моль/л, то электродный потенциал будет постоянной величиной при данной температуре и давлении. Такой потенциал называется стандартным электродным потенциалом и обозначают ϕ 0 или Е 0 .

Абсолютное значение его определить невозможно. На практике измеряют разность потенциалов между электродным потенциалом исследуемой системы и потенциалом водородного электрода (электрод сравнения) в стандартных условиях. Таковыми обычно являются активность ионов, равная 1 моль/л, Р= 101,325 кПа и Т= 298К.

Определив стандартные электродные потенциалы металлических электродов, металлы располагают в порядке их возрастания и получают электрохимический ряд напряжений металлов , или, точнее, ряд стандартных электродных потенциалов

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

Ряд стандартных электродных потенциалов характеризует химические свойства металлов в водных растворах.

– чем меньше электродный потенциал металла (левее в ряду потенциалов) тем он химически активнее, тем легче окисляется и труднее восстанавливается из своих ионов;

– металлы, имеющие отрицательные электродные потенциалы (расположенные в ряду до водорода), вытесняют водород из разбавленных кислот, анионы которых не проявляют окислительные свойства, и при этом растворяются в них;

– каждый металл способен вытеснять (восстанавливать) из растворов солей те металлы, которые имеют более высокий электродный потенциал.

Величина электродного потенциала зависит от природы металла, концентрации его ионов в растворе, от температуры и рН среды. Данная зависимость выражается уравнением Нернста:

где R – универсальная газовая постоянная – 8,314Дж/моль∙град;

F – число Фарадея – 96500 Кл;

Т – температура, K;

n – число отданных или присоединённых электронов одной молекулы окислителя или восстановителя;

C ок, C вос – соответственно концентрация окисленной и восстановленной форм вещества;

E 0 ок/вос – стандартный потенциал окисленной и восстановленной формы вещества.

Преобразовав данное выражение: подставить значения R, F , Т (298 °К) и перевести натуральный логарифм в десятичный, получаем.

Зная величину E ок/вос, можно определить окислительно-восстановительную активность веществ:

– чем меньше окислительно-восстановительный потенциал, тем большей восстановительной активностью обладает вещество и легче теряет свои электроны;

– чем больше окислительно-восстановительный потенциал, тем выше окислительная активность вещества и легче принимает электроны.

Для стандартных электродных потенциалов действительно выражение

∆G о = – nE 0 F ,

где ∆Gо – изменение энергии Гиббса для электродной реакции Ме + m H 2 O = Ме n+ · m H 2 O + nē, протекающей в условиях, когда все реагирующие вещес тва находятся в стандартном состоянии при активности, равной единице; n – число электронов; F – число Фарадея.

В конце статьи, вы поймете, и в состоянии описать- Что такое стандартный электродный потенциал, как мы измеряем и что необходимость стандартного электродного потенциала.

Электрохимии является филиалом химии, которая занимается производством электроэнергии, когда происходит химическая реакция. Весь процесс осуществляется в контейнере или судно называется как клетка. Когда мы строим клетку, используя образец Daniel клетки. Мы объединяем два различных полуэлемент. Каждая половина ячейки состоит из металлического стержня, смоченного в электролите. Если потенциальный стержень создан. Это приведет к формирование батареи. Эти батареи обеспечивают электрический ток для запуска автомобилей, чтобы привести множество продуктов, такие как карманные калькулятор цифровых часов радио и магнитофон и т.д..

Что такое электродный потенциал

• оксидирование – Потеря электронов.
• снижение – получение электронов.

Электродный потенциал развивается только тогда, когда существует разность потенциалов между электродом и электролитом. Если мы поместить медный металлический стержень в CuSO 4 решение. Эти атомы меди имеют поведение (тенденция) потерять электроны образуют Cu 2+ ионы, которые идут в раствор в результате окисления.

с(s) → С 2+ + 2е –

Скоро, избыточные электроны будут накапливаться на электроде, и он будет приобретать отрицательный заряд. Электроны, присутствующие на электроде также будут иметь тенденцию привлекать положительные ионы (с 2+ ионы) присутствует в растворе. Это означает, что электрод не будет держать на потери электронов и равновесие будет в конечном счете, устанавливается.

Когда такое равновесие будет достигнуто, разделение положительных и отрицательных зарядов будет происходить, приводит к разности потенциалов между металлическим стержнем и его ионов, присутствующих в растворе называется электродным потенциалом.

Стандартный потенциал снижения

Следует помнить, что:

• Электрод может подвергаться окислению.
• Электрод может также проходить снижение за счет получения электронов.

Электрод может подвергаться окислению, теряя электроны, положительные ионы, присутствующие в растворе, может также принимать электроны от электрода и в результате отсутствия электронов на электроде, чем инициалы. таким образом, придавая положительный заряд на нем. В результате, электрод теперь будет притягивать электроны из раствора и его притягивающей электроны или принимая тенденцию называется восстановительным потенциалом. таким образом, Есть два типа электродных потенциалов т.е., Окислительный потенциал и потенциал сокращения.

Окисление потенциал. Это тенденция электрода потерять электроны и в результате, он окисляется.

потенциал сокращения. Это тенденция электрода, чтобы принимать электроны, и в результате, он получает снижается.

Что такое стандартный электродный потенциал – Определение

В целом, электрод называется в стандартных условиях, если:

• концентрация электролита раствор 1 молярный (1M)
• Давление газа / газов, вовлеченное одна атмосфера
• Температура постоянна (в общем 298 К).

Как рассчитать стандартные ячейки потенциал

Следует отметить, что мы не можем измерить потенциал клеток непосредственно связано со следующими причинами:

• Половина клеток ли окисление или восстановление Полуэлемент не может работать по своему владеет и может работать только при подключении к другой половине ячейки.
• Электрон высвобождения или принимая тенденцию электрода только относительная тенденцию, а не абсолютная тенденцию.

таким образом, мы не можем определить абсолютную стандартный электродный потенциал электрода. Для того, чтобы решить проблема, опорный электрод необходимо, и должны быть возложены на него. The обычно используется опорный электрод стандартного водородного электрода (ОНА) также называемый нормальный водород электрод (NHE) и его стандартный электродный потенциал (окисления, а также снижение) принимается равным нулю.

Определение E o Значение цинка

Гальванический элемент установлен, в котором цинк электрод помещают в 1М ZnSO 4 Раствор представляет собой одну половину ячейки в то время как стандартный водородный электрод, как другая половина ячейки. В этом случае, чтение с помощью вольтметра 0.76 В и направление потока электронов от цинка к водороду электрону (противоположный поток тока, как показан вольтметр). таким образом, цинк будет выступать в качестве анода и стандартный водородный электрод выступает в качестве катода.

Электронно прочь = Анод.

• Е o клетка = E o катод – Е o анод
• 0.76 знак равно 0 + Е o анод
• Е o анод знак равно -0.76V
• таким образом, стандартный восстановительный потенциал цинка (Zn 2+ /Zn) является -0-76 V.

В случае, прогиб в сторону водородного электрода, это означает, что поток электронов от водородного электрода в направлении металлического электрода. В таком случае, водородный электрод будет выступать в качестве анода и металлического электрода в качестве катода.

Стандартный электродный потенциал Таблица

Значения представляют собой стандартные потенциалы сокращения электрода. Их стандартный потенциал окисления будет иметь такое же значение, но с противоположным знаком. Эти значения являются последней конвенцией, принятой IUPAC, как стандартные восстановление и окисление потенциалы также называют как стандартный электродный потенциал.

Стандартный водородный электрод

В стандартном водородном электроде, платиновый провод, покрытый тонкодисперсной платины под названием платиновой черни герметизируется в стеклянной трубке. Это влечет за собой платиновую фольгу на одном конце. Провод погружают в водном растворе, содержащем 1 мольный Н + концентрация ионов (как обычно 1 М HCl используется). Чистый газообразный водород под давлением 1 бар постоянно пропускают через раствор: Температура Раствор выдерживают при 298 К. Стандартный водородный электрод может действовать как в качестве катода и анод. Когда он должен действовать как окисление анода должно иметь место, и действовать в качестве катодного восстановления происходит.

Стандартный водородный электрод также известен как обратимый электрод.

Обратитесь к следующему видео для стандартного водородного электрода

Нормальный водородный электрод

Более ранние разработки в области electrochemistry.There является использовать нормальный водородный электрод(NHE) имеющий потенциал нулевого электрода. Нормальный водородный электрод (NHE) построен таким образом, имея платиновый электрод в раствор 1 N сильной кислоты. С течением времени, он был изменен.

Короче резюме,

• Нормальный водородный электрод – Электрод потенциал платины с точки зрения 1 Раствор N кислоты.
• Стандартный водородный электрод- Электрод потенциал платины с точки зрения 1 М раствор кислоты.

Это все об основах – Что такое стандартный электродный потенциал, как мы измеряем и что необходимость стандартного электродного потенциала.

Если вы хотите чувствовать себя свободно делиться с другими.