Водородный электрод

Н⁺_р-р / Н₂;Pt

1. Адсорбция Н₂ на Pt

2. Pt хороший катализатор реакции

H₂ Pt /Pt Н₂ → 2Н

3. окисление атомов водорода

2Н  2Н ⁺ + 2е

4. на границе Ме-раствор:

H⁺ потенциалопределяющая р-ция

2Н⁺ + 2е  Н₂ ; Е_Н+/Н2

H₂

Е⁰_Н+/Н2 = 0 В

Е⁰_Ox/Red

Индекс “Ox/Red” обозначает окисленная “Ox” и восстановленная “Red” формы вещества потенциалопределяющей реакции

Ox + ne  Red

Кислородный электрод

О₂,Pt / ОН^-_р-р

окисленная восстановленная

форма форма

потенциалопределяющая реакция: О₂ + 2Н₂О + 4е  4ОН^-

Е⁰_О2/ОН-= 0,401 В

Стандартные потенциалы Ме и водорода расположенные в порядке их возрастания, составляют электрохимический ряд напряжений или ряд стандартных электродных потенциалов.

Значения стандартных потенциалов, определенных по водородной шкале, приводятся в таблицах.

По водородной шкале: чем меньше потенциал, тем активнее металл, тем выше его способность посылать ионы в раствор и  тем сильнее Ме проявляет себя как восстановитель.

Равновесный электродный потенциал - потенциал, возникающий при равновесии потенциалопределяющей реакции

(в отсутствии тока в цепи)

при протекании электрического тока электродный потенциал отличается от равновесного

Для Ox + ne  Red

Для металлического электрода

Mе_(р-р)ⁿ⁺ + ne  Mе_(к).

Активность твердой фазы принимают равной единице

или при Т = 298 К и, переходя к десятичному логарифму,

(ln = 2,3lg)

Для водородного электрода

2Н⁺ + 2е  Н₂

Т.к. , , Т = 298 К

Если 

Для кислородного электрода

О₂ + 4 + 2Н₂О 4ОН^–

Т.к. = 0,401 В, Т = 298 К, рН = 14 – рОН = 14 + lg а_ОН-

Если

1 - электроды:

катод К и анод А;

2 - растворы солей;

3 - диафрагма,

проницаемая для ионов;

4 - внешнюю цепь

(металлические

проводники)

Схема гальванической цепи

или гальванического элемента

В отсутствии тока (при разомкнутой цепи) на обоих электродах устанавливается равновесие на межфазной границе:

А: Mе_1(р-р)ⁿ⁺ + n Mе_1(к), Е^р_А

К: Mе_2(р-р)ⁿ⁺ + n Mе_2(к), Е^р_к

разность равновесных потенциалов катода и анода называется электродвижущей силой ЭДС гальванического элемента

разность стандартных потенциалов катода и анода называется стандартной ЭДС гальванического элемента

При замыкании цепи равновесие нарушается: во внешней цепи возникает самопроизвольное направленное движение электронов от А к К

А : Mе_1(к)  Mе_1(р-р)ⁿ⁺ + n , Еⁱ_А

К: Mе_2(р-р)ⁿ⁺ + n  Mе_2(к), Еⁱ_к

Mе_1(к) + Mе_2(р-р)ⁿ⁺ + n  Mе_1(р-р)ⁿ⁺ + n + Mе_2(к)

уравнение токообразующей реакции (ТОР):

Mе_1(к) + Mе_2(р-р)ⁿ⁺  Mе_1(р-р)ⁿ⁺ + Mе_2(к)

В ГЭ анодом будет тот Ме, потенциал которого меньше, он легче окисляется, отдавая ионы в раствор

При разомкнутой

цепи

Zn²⁺ + 2e Zn

Cu²⁺ + 2e Cu

Е⁰_Cu²⁺_/Cu = 0,337 B; Е⁰_Zn²⁺_/Zn = -0,763 B

K

Е_Э = (Е_К – Е_А)  0  Е_К  Е_А  Cu²⁺/Cu –

A

Zn²⁺/Zn –

Цепь замкнута:

А: Zn → Zn²⁺ + 2e -окисление

К: Cu²⁺ + 2e → Cu -восстановление

ТОР: Zn + Сu²⁺ → Zn²⁺ + Cu