Posibilități de electrozi - prelegeri - cărțile mele, prelegeri - catalog de dosare - mame - chimie

Când se scufundă orice metal neîncărcat în soluția de electrolit (adică într-o soluție de săruri, acizi sau alcalii), are loc o redistribuire spațială a sarcinilor între metal și soluție. În acest caz, metalul și soluția sunt încărcate, iar o diferență de potențial apare la limita lor, ceea ce se numește uneori salt potențial






Această diferență de potențial se numește potențialul absolut al electrodului. In acest caz, la interfața formează un strat dublu electric al cărui electrozi sunt o suprafață metalică, purtătorul, de exemplu, o sarcină pozitivă, iar soluția stratului limită în care cationii distribuite (+) și anioni (-), astfel încât sarcina totală a stratului limită este egal taxa de metal, dar are semnul opus. Dacă două metale diferite sunt scufundate în aceeași soluție, atunci

fiecare metal va avea saltul potențial, diferența dintre care nu este zero. Atunci când aceste electrozuri sunt închise la rezistența externă R (fig.1), în circuit se poate detecta un curent îndelungat.

Astfel, sistemele a doi electrozi separați de un electrolit pot servi ca surse de curent direct. Astfel de sisteme se numesc celule galvanice

Figura 1 poate fi reprezentată schematic în acest fel

În cazul măsurătorilor electrochimice, sunt utilizate, de exemplu, scheme mai complexe

Me1 | p-p1 | | | p-p2 | ME2

în care diferența de potențial este măsurată între electrodul de lucru (cercetat) (Me1) și electrodul de referință de referință (Me2).

Potențialul electrodului este diferența de potențial dintre electrodul de lucru și electrodul de referință.

Potențialul electrodului de echilibru.

Lăsați-l să scufundăm metalul inert (Pt) într-un electrolit care conține vapori Ox / Roșu. Schimb de electroni între oxidant și agentul reducător

apare cu participarea unui electrod platină (Figura 2)

Ox + ne (Pt) = roșu + Pt

proces anodic Red - n = Ox

procedeu catodic Ox + ne = roșu

Fig. 2. Schema proceselor anodice și catodice care se desfășoară la electrodul Pt.

Inegalitatea ratelor de reacție directă și inversă conduce la o schimbare a concentrației de electroni în metal și, prin urmare, la o schimbare a potențialului electrodului. Când ratele de reacție directă și inversă devin egale. echilibrul electrochimic este stabilit în sistem. Potențialul electrodului corespunzător acestui echilibru se numește potențialul electrodului de echilibru.

Pentru orice reacție la electrod a formei

aA + bB +. + qQ + ne = a'A '+ b'B' +. + q'Q '

potențialul de echilibru al electrodului este determinat de ecuația Nernst

În special, pentru reacția de oxidare-reducere a evoluției ionizării hidrogenului pe platină

potențialul de echilibru este determinat de ecuația Nernst.

Un astfel de electrod este numit hidrogen. Pentru condițiile standard, adică atunci când activitatea ionilor de hidrogen și presiunea parțială a hidrogenului este 1 și temperatura este de 25 ° C, se acceptă în general că potențialul standard al electrodului hidrogen este zero. Un electrod hidrogen este numit un electrod de referință.







Să compunem următorul lanț electrochimic cu electrodul de referință pentru hidrogen

Pt. Ox, roșu || H +. H2. Pt

Măsurarea diferenței de potențial la capetele acestui circuit în condiții standard, adică Când activitatea tuturor substanțelor este egală cu unitatea, obținem potențialul standard al reacției de reducere a oxidării studiate.

Potențialele electrodului standard (E 0) pentru o varietate de reacții de reducere a oxidării sunt date în manuale. Toate aceste valori sunt date în raport cu electrodul normal de hidrogen. Pe baza acestor date, este posibil să se construiască o scară de potențial la care fiecare valoare a potențialului standard corespunde fiecărei reacții electrochimice de oxidare-reducere.

3.06 F2 + 2H + + 2e = 2HF - valoarea cea mai pozitivă

0 2H + + 2e = H2 este condiția zero a potențialului

-3,024 Li + + e = Li - cea mai negativă valoare

Astfel, potențialul standard al unei varietăți de reacții electrochimice este în intervalul de aproximativ -3 până la 3 volți.

Acestea includ:

Un electrod "metalic" de primul tip (metalul se învecinează direct cu soluția propriilor ioni).

Pentru o reacție de reducere a oxidării de tip

Toate metalele din seria de solicitări din stânga a hidrogenului au un potențial standard negativ și sunt capabile să înlăture hidrogenul din soluții acide, iar toate metalele care stau la dreapta hidrogenului, respectiv un potențial standard pozitiv, iar hidrogenul din soluțiile acide nu poate fi înlocuit.

Un electrod "metalic" de al doilea tip (metalul se învecinează cu electrolitul printr-un strat de compus insolubil al acestui metal: oxid, hidroxid sau sare MX solubilă). Schematic, un electrod metalic de al doilea tip poate fi reprezentat în acest fel

Solubilitatea redusă a clorurii de argint face posibilă construirea unui electrod de referință ușor de utilizat, care poate fi reprezentat schematic în acest fel (un electrod metalic de tipul celui de-al doilea)

Are un potențial de echilibru, care depinde de concentrația de ioni de clor. Într-o soluție saturată de clorură de potasiu, potențialul de echilibru al unui electrod de clorură de argint este de 0,2 V și rămâne neschimbat pentru o lungă perioadă de timp.

Circuit cu două electrozi pentru măsurarea potențialului electrodului.

Electrodul de referință este utilizat pentru a măsura diferența de potențial dintre electrodul de lucru și electrodul de referință. Deoarece potențialul electrodului de referință rămâne constantă, măsurată cu un voltmetru în acest circuit diferența de potențial de a într-o valoare constantă caracterizează potențialul electrodului de lucru. Dacă, de exemplu, prin scufundarea metalului în soluția de lucru este măsurată prin diferența de potențial variază în funcție de timp, atunci acest lucru înseamnă că se schimbă numai potențialul electrodului de lucru în timp. Măsurată în acest circuit potențialul potențialului electrodului de lucru este deconectat de la, deoarece între electrodul de lucru și electrodul de referință a fluxurilor de curent. Dacă potențialul circuit deschis al electrodului de lucru se supune ecuației Nernst, un astfel de potențial este numit echilibrul (reversibil). În caz contrar, potențialul actual se numește neechilibru (sau ireversibil).

Circuit cu trei electrozi

Un circuit electrochimic tri-electrod standard pentru efectuarea măsurătorilor pe un electrod de lucru când un curent continuu trece prin acesta poate fi reprezentat schematic în acest fel

a. e. p-p1 || RE p-p 2 || hc

Sursa DC într-un astfel de circuit este conectată la electrozii de lucru și auxiliari. Și pentru a măsura potențialul electrodului de lucru, voltmetrul este conectat la un electrod de lucru și un electrod de referință. Iată cum se efectuează măsurătorile de polarizare, în care dependența densității de curent de potențialul de electrod i = i (E) este studiată în diferite condiții.

Clasificarea sistemelor de electrozi.

Electrozii sunt împărțiți în două tipuri - electrozi de primul tip (un conductor cu conductivitate electronică mărginit de o soluție) și electrozi de cel de-al doilea tip (pe metal există un strat de compus insolubil din acest metal). La randul lor, electrozi de primul fel sunt impartiti in trei tipuri: Electrozi rosii-Ox. electrozii metalici și electrozi gaz.







Trimiteți-le prietenilor: