Механизм возникновения электродного потенциала

Электродные потенциалы

Если пластинку металла, например цинка, погрузить в воду, то расположенные на поверхности катионы металла гидратируются полярными молекулами воды, при этом выделяется энергия гидратации, которая идет на разрыв связи ионов в кристаллической решетке металла. Часть ионов цинка, расположенных на поверхности, перейдет в воду. Сама пластинка при этом зарядится отрицательно. Ионы Zn²⁺ из раствора электростатически притягиваются к пластинке, образуется двойной электрический слой (ДЭС). (рис.1):

Если же металл помещен в раствор собственной соли, например, ZnSO₄, то в раствор поступит меньше ионов Zn²⁺ из металла.

Пластинка металла заряжается отрицательно, если энергия гидратации больше, чем энергия кристаллической решетки (учебник Ершова, с.469; учебник Ленского, с.234).

Если же медную пластинку погрузить в раствор CuSO₄, то ионы Сu²⁺ осаждаются на ней. Пластинка заряжается положительно, в растворе создается избыток анионов. Ионы электростатически притягиваются к пластинке, образуется двойной электрический слой.

(рис.2)

Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений правее водорода, заряжаются положительно, левее водорода - отрицательно.

Система, состоящая из двух токопроводящих тел: проводников 1 - го рода (металлов), погруженных е растворы собственных солей (проводник 2-го рода) — называется электродом.

Условное обозначение электрода в общем виде Me | Меⁿ⁺. Вертикальная черта показывает границу раздела между проводником 1-го рода и проводником 2-го рода.

Условное обозначение цинкового электрода: Zn | ZnSO₄ или Zn | Zn²⁺; медного электрода: Си | CuSO₄ или Сu | Сu²⁺.

Скачок потенциала, возникающий на границе раздела металл-раствор его соли, называется электродным потенциалом.

Он обозначается , например: .

Гидратированные катионыметалла в растворе, одноименные с металлом электрода, влияющие на величину его потенциала, называются потенциалопределяющими.

Чтобы можно было сравнить значения электродных потенциалов различных металлов, следует работать в стандартных условиях: Т = 298 К;

концентрация ионов 1 моль/л; Р = 1 атм.