2. Стандартный потенциал электрода

Стандартный потенциал Е⁰ зависит от природы электрода и характеризует его электрохимическую активность. Для данного растворителя и заданной температуры величина стандартного потенциала постоянна. Абсолютное значение Е⁰ определить невозможно, т.к. с помощью вольтметра измеряют только разность потенциалов двух электродов. Поэтому для измерения Е⁰ составляют элемент из стандартного водородного электрода (СВЭ), потенциал которого условно принимают за нуль стандартного исследуемого электрода.

Физический смысл стандартного потенциала можно установить с помощью уравнения:

За стандартный потенциал (относительно СВЭ) принимают потенциал электрода с активностью ионов, равной единице, при стандартных условиях, т.к. Е_конт. входит в стандартный потенциал электрода, а Е_дифф. сводят к минимуму с помощью солевого мостика, поэтому выражение для ЭДС элемента принимает вид:

Измерив при Р = 1,013*10⁵ Па, а=1 моль/л и Т = 298 ⁰К ЭДС элемента из СВЭ и стандартного исследуемого электрода, получают Е⁰ исследуемого электрода в водородной шкале.

Стандартный потенциал может иметь отрицательное или положительное значение. Чем больше положительное значение потенциала системы, тем более сильным окислителем является окисленная форма и тем более слабый восстановитель – ее восстановленная форма. Чем больше отрицательное значение потенциала системы, тем более сильным восстановителем является ее восстановленная форма и тем более слабым окислителем – окисленная.

Реакции окисления-восстановления возможны в том случае, когда редокс-потенциалы двух систем не одинаковы, т. е. когда имеет место разность потенциалов или ЭДС:

Значения некоторых стандартных электродных потенциалов даны в таблице № 1.

Таблица № 1

Стандартные электродные потенциалы в водной среде при Т = 298 К

Электрод	Электродный процесс	φ0, В
Li+, Li0	Li+ + ē ↔ Li0	- 3,24
Zn2+, Zn0	Zn2+ + 2 ē ↔ Zn0	- 0,762
Fe2+; Fe0	Fe2+ + 2 ē ↔ Fe0	- 0,441
Cd2+; Cd0	Cd2+ + 2 ē ↔ Cd0	- 0,403
Sn2+; Sn0	Sn2+ + 2 ē ↔ Sn0	- 0,140
2H+; H2	2H+ + 2 ē ↔ H2	0,000
AgCl; Ag0, Cl-	AgCl + ē ↔ Ag0 + Cl-	0,199
Cu2+; Cu0	Cu2+ + 2 ē ↔ Cu0	0,345
H3AsO4; H3AsO3;	2H + H3AsO4 + 2H+ + 2 ē ↔ HAsO2 + 2H2O	0,560
Hg2+, Hg0	Hg22+ + 2 ē ↔ 2Hg0	0,789
Fe3+, Fe2+(Pt)	Fe3+ + ē ↔ Fe2+	0,771
Ag+, Ag0	Ag+ + ē ↔ Ag0	0,779
Cl2, Cl-(Pt)	Cl2 + 2ē ↔ 2Cl-	1,36
MnO4-, Mn2+	MnO4-+ 8H+ + 5 ē ↔ Mn2+ + 4H2O	1,51
Cl4+, Cl3+	Cl4+ + ē ↔ Cl3+	1,44
F, F2(Pt)	2F- - 2ē ↔ F2	2,870

Если из полуэлементов, в которые входят два разных металла, составить гальванический элемент, то выше расположенный в табл. № 1 металл по сравнению с ниже расположенным будет иметь отрицательный потенциал.

При вычитании из более положительного потенциала более отрицательного независимо от знаков потенциалов всегда получается положительная ЭДС.