Лекции / 6
.pdf
Стандартный электродный потенциал
Стандартный электродный
потенциал
(Е
)
-
это
ЭДС
гальванического элемента, составленного из данного электрода и электрода сравнения. В качестве электрода сравнения используют нормальный водородный электрод
(нвэ):
H2 2H+ + 2e
Н2
Pt (H2) | 2H+
металлов
Li |
Ba |
Na |
Zn |
Fe |
Pb |
H2 |
Cu |
Ag |
Au |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0 |
+0,3 |
+0,8 |
+1, |
3,0 |
2,9 |
2,7 |
0,7 |
0,4 |
0,1 |
||||
4 |
0 |
1 |
6 |
4 |
3 |
4 |
0 |
5 |
|
Li+ |
Ba2+ |
Na+ |
Zn2+ |
Fe2+ |
Pb2+ |
2H |
Cu2+ |
Ag+ |
Au3 |
+ |
+ |
Величина потенциала в реальных условиях рассчитывается по уравнению Нернста:
E n |
|
E |
0 |
n |
|
RT ln a |
|
n |
|
|
|||||
Me |
|
/ Me |
|
Me |
|
/ Me |
|
nF |
Me |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
RT |
Переходной множитель от ln к lg |
|
|
|
|
||||||
при 200 С : |
2,303 0,058 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при 250 С : |
RT |
2,303 0,059 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
n |
|
E 0 |
|
n |
|
|
|
0,059 lg a |
|
n |
||||
Me |
|
/ Me |
|
|
Me |
|
/ Me |
|
n |
|
|
Me |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
E0 n |
/ Me |
- стандартный электродный потенциал, |
Me |
|
|
измеренный при стандартных условиях : |
||
Т 298 К |
||
aMen |
1 моль/л |
|
F 96500Кл / моль |
||
|
|
Дж |
R 8,314 моль К |
||
Если известен потенциал водородного электрода, можно
рассчитать рН раствора:
E |
|
/ H2 |
E0 |
|
/ H2 |
0,059lg a |
H |
|
|
2H |
2H |
|
|
||||
|
|
|
|
=0 |
|
|
|
|
lg aH pH |
|
pH |
E2H / H20 |
0,059 |
|
(ХСЭ)
Ag, AgCl | KCl
Электрод второго рода
|
AgC |
При погружении в |
KCl |
l |
раствор соли |
|
Ag |
одноименного аниона |
|
|
его потенциал будет |
|
|
определяться |
|
|
активностью аниона в |
|
|
растворе. |
Ag Ag+ + e |
(1) |
Ks |
|
AgCl Ag+ + Cl- |
|
(2) |
(3) |
KCl K+ + Cl- |
Чем больше концентрация KCl, тем больше концентрация Cl- , тем меньше растворимость AgCl и меньше концентрация Ag+. [Ag+] в этих условиях очень мала и практически неопределяема. Потенциал, возникающий на границе Ag| Ag+ определяется уравнением Нернста:
E |
х.с. |
Е0 |
RT ln a |
Ag |
|
|
Ag |
nF |
|
||
|
|
Ag |
|
|
K |
s |
a |
Ag |
a |
Cl |
; a |
Ag |
|
Ks |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aCl |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
RT |
ln |
Ks |
|
|
||||
|
|
|
Eх.с. ЕAg |
|
nF |
a |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ag |
|
|
Cl |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
х.с. |
Е0 |
|
RT ln K |
s |
|
RT ln a |
Cl |
|
|||||||||
|
|
|
Ag |
Ag |
nF |
|
|
|
F |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
0,222 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Eх.с. 0,222 |
0,059 lg aCl |
|
||||||||||||||||
[Cl-] [Ag+] E х.с.
Значение потенциала хлорсеребряного электрода при разных
концентрациях водного раствора KCl при Т= 298 К