Kāds ir elektroda potenciāls
Metāla elektrodu potenciāls jeb elektrodu potenciāls ir potenciālu starpība, kas rodas metāla un šķīduma saskarnē, kad metāls tiek iegremdēts elektrolīta šķīdumā kristāla režģa mezglos esošo virsmas metāla jonu atomu mijiedarbības rezultātā ar polāro. ūdens molekulas, kas orientētas uz elektroda virsmu ... Tas ir saistīts ar elektriskā dubultā slāņa veidošanos, tas ir, lādētu daļiņu asimetrisku sadalījumu pie robežas.
Metālu šķīdināšanas parādība elektrolītos tiek izmantota ķīmiskos elektroenerģijas avotos. Metāla plāksne, kas kūpināta sava sāls šķīdumā, vienā vai otrā veidā mēdz tajā izšķīst. Šo tendenci dažreiz sauc par metāla šķīšanas elastību.
Cinka plāksne, kas iegremdēta cinka sulfāta ZnTAKA4 šķīdumā, piešķir šķīdumam cinka daļiņas pozitīvi lādētu jonu veidā.Sakarā ar to, ka rozā atomi atstāj pozitīvi lādētu jonu veidā, uz cinka plāksnes veidojas brīvo elektronu pārpalikums un tā kļūst negatīvi lādēta, un šķidruma slānī virsmas tuvumā veidojas pozitīvo jonu pārpalikums. cinka, un tāpēc šis slānis ir pozitīvi noslogots. Tādā veidā šķidruma un metāla saskarnē rodas elektrisks dubultslānis ar telpiski atdalītiem pretējas zīmes lādiņiem.
Šie lādiņi kavēs turpmāku metāla iekļūšanu šķīdumā — negatīvās plāksnes notur pozitīvo metāla jonu, un pozitīvais elektrolīta lādiņš nospiež metāla jonu atpakaļ uz plāksni. Citiem vārdiem sakot, dubultā slāņa elektriskais lauks pie metāla-šķidruma saskarnes neitralizē metāla jonu tālāku pāreju šķīdumā. Tiek izveidots līdzsvars starp spēkiem, kas izraisa metāla tieksmi izšķīdināt, ķīmiskā dabā un elektriskie spēki, kas ir pretrunā.
Elektriskā dubultā slāņa veidošanās shēma metāla un elektrolītu saskarnē
Tādējādi, izšķīdinot elektrolītā, metāla elektrods iegūst noteiktu elektroda (citiem vārdiem sakot, elektroķīmisko) potenciālu attiecībā pret elektrolītu, kas ir atkarīgs no elektroda materiāla un elektrolīta sastāva.
Tomēr elektrodu potenciāls var būt pozitīvs. Tas notiek gadījumos, kad šķīduma pozitīvie joni pāriet uz elektrodu, uzlādējot to pozitīvi, bet elektrolīta slānis - negatīvi, piemēram, kad vara plāksne tiek iegremdēta pietiekami koncentrētā vara sulfāta (CuSO)4 šķīdumā.
Elektrisko dubultslāni var pielīdzināt kondensatoram, kura viena no plāksnēm ir metāla virsma, bet otra ir jonu slānis šķīdumā uz metāla virsmas. Starp pretēji lādētām plāksnēm un pastāv potenciāla atšķirība jeb lēciens.
Potenciālais lēciens elektrodu un šķīduma saskarnē var kalpot kā sistēmas redoksspējas mērs. Tomēr nav iespējams izmērīt šādu potenciālu lēcienu vai, līdzvērtīgi, potenciālo atšķirību starp abām fāzēm. Bet jūs varat izmērīt e. utt. c) elementi, kas sastāv no mums interesējošiem elektrodiem un kāda viena (visos gadījumos vienāda) elektroda, kura potenciāls nosacīti tiek pieņemts kā nulle.
Ir izmērīts utt. c) raksturos mūs interesējamā elektroda redoksspēju attiecībā pret kādu nosacītu nulli. Šādi iegūto vērtību sauc par metāla iekšējo potenciālu.
Lai izmērītu jebkura metāla elektroda potenciālu, ir nepieciešams elektrolītā ievietot otru elektrodu, kuram, savukārt, būs noteikts elektroda potenciāls atkarībā no tā materiāla. Tāpēc tieši var izmērīt tikai divu elektrodu potenciālu algebrisko summu.
Šī iemesla dēļ dažādu materiālu elektrodu potenciālus nosaka attiecībā pret standartu (ūdeņraža elektrodu, kura potenciālu parasti uzskata par nulli.
Mērīšanai var izmantot arī citus atsauces elektrodus, kuru potenciāls attiecībā pret ūdeņraža standarta elektrodu ir zināms. Šis potenciāls tiek atrasts arī, pamatojoties uz e. utt. c) ķēde, kas sastāv no izvēlēta atsauces elektroda un standarta ūdeņraža elektroda.
Ja pētītais elektrods, kas savienots ar standarta ūdeņraža elektrodu, ir negatīvs, tad iekšējam potenciālam tiek piešķirta zīme » -», pretējā gadījumā zīme «+».
Piemēram, cinka -0,76 V, vara +0,34 V, sudraba +0,8 V elektrodu potenciālu, kas šādi mērīts attiecīgā metāla sāls šķīdumā, nosaka, no potenciāla pie -pozitīvā atņemot negatīvāko potenciālu.
Ja attiecīgajā elektrolītā ievieto divas metāla plāksnes ar atšķirīgu elektrodu potenciālu, piemēram, sērskābes (H2SO4) šķīdumā ievieto cinku (Zn) un varu (Cth), tad šīm plāksnēm pievienotais voltmetrs rādīs spriegumu starp tiem nedaudz vairāk par 1 V.
Šis spriegums, ko šajā gadījumā sauc par e. utt. c) galvaniskais pāris, radīsies vara, kam ir neliels pozitīvais potenciāls, un cinka, kam ir ievērojams negatīvs potenciāls, elektrodu potenciālu atšķirības. Šāda ierīce ir vienkāršākais galvaniskais elements - Volta šūna.
Galvaniskajā šūnā ķīmiskā enerģija tiek pārvērsta elektroenerģijā un ar tās palīdzību iespējams veikt elektriskos darbus ķīmiskās reakcijas enerģijas dēļ.
e mērīšana. utt. c) galvaniskās šūnas jāražo, ja elementu ķēdē nav strāvas. Pretējā gadījumā izmērītā e. utt. s. būs mazāka par vērtību, kas definēta kā starpība starp abu elektrodu līdzsvara potenciāliem… Faktiski noteikta elektronu koncentrācija uz elektrodiem atbilst līdzsvara potenciālam: jo pozitīvāks tas ir zemāks, jo negatīvāks tas ir lielāks. Attiecīgi atšķiras arī tās dubultā slāņa daļas struktūra, kas atrodas šķīdumā.
e mērīšana. utt. aršūnu bez strāvas plūsmas parasti ražo ar kompensācijas metodi. Lai to piemērotu, jums ir jābūt dažiem standarta e utt. ar Tā sauktais parastais elements kalpo kā šāds standarts. Visbiežāk tie izmanto Vestona dzīvsudraba-kadmija parasto elementu, piemēram, utt. ar. kas vienāds ar 1.01830 V pie 20 °C.