42. Типы электродов: металлические, газовые, окислительно-восстановительные. Стандартный водородный электрод.
Металлический электрод 1ого рода представляет собой металлы, погруженные в р-р собственных солей. Обозначение : Меn+/Ме. В случае метал электрода 1ого рода вещ-во, из которого изготовлен электрод химически изменяется (Учувствует в процессах окисления и восстановления).
Металлические э-ды 2ого рода. Представляют собой металлы, покрытиые слоем их труднорастворимого соединения ( соль, оксид, гидроксид, основание) и помещённые в р-ры, содержащие анионы , похожие на анионы их труднорастворимого в-ва. Обозначение : Ann-/MeAn, Me. (н-р хлорсеребреный электрод Cl-/AgCl,Ag).
Газовые электроды. (водородный, хлорный, кислородный) Состоят из металлического электрода, контактирующего одновременно с газом и с р-ром, содержащим ионы данного газа. Металлический э-д служит для подвода и отвода электронов, а его собственные ионы в р-р не переходят. (платина, золото, графит,платиновые металлы чаще служат в роли инертных).
Водородный э-д: H2 +mH2O = 2H+ * mH2O + 2e
H2
– 2e
= 2H+
Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, опущенную в водный р-р серной к-ты. Через р-р к-ты пропускают водород под атмосферным давлением. При контакте платины с молекулярным водородом происходит адсорбция водорода на платине. Часть адсорбированного водорода переходит в атомарное состояние. Атомарный водород, взаимодействуя с молекулами воды, переходит в р-р в виде ионов, оставляя на платине электроны. Поверхность платины заряжается отрицательно, а р-р положительно. Возможен и обратный процесс – восстановление ионов водорода с образованием молекулярного водорода.
Абсолютное значение
потенциала водородного электрода не
известно, но условно его принимают = 0.
Потенциал зависит от концентрации ионов
водорода в р-ре и от давления газообразного
водорода. ( кислая среда рН=0,
2H+/H2
=0 (при
Р=101,3 к Па), нейтр среда: рН=7 фи … = -1414 В;
щелочная среда рН=14 фи …= -0828В)
Окислительно-востановительный электод. Представляет собой инертный электрод, опущенный р-р электролита, содержащую окисленную и восстановленную форму в-ва. ( н-р Fe3+, Fe2+/Pt Fe2+ (восстанов форма)- 1e = F3+(окисленная форма)
43. Методы измерения электродных потенциалов. Стандартные электродные потенциалы. Ряд напряжений. Уравнение Нернста.
Абсолютную величину электродного потенциала измерить невозможно. Измеряют относительный электродный потенциал – это разность потенциалов(ЭДС) м-у данным электродом и неким стандартным электродом, потенциал которого условно принят за 0.
Относительный
электродный потенциал зависит от природы
электрода, от Т, от концентрации ионов,
участвующих в электродном процессе.
Зависимость электродного пот-а от этих
факторов выражает ур-е Нэрнста:
,
-
стандартный электродный потенциал –
это потенциал электрода, если активности
окисленной и восстановленной формы =
1моль/ л. (из таблицы), R
– универсальная газовая постоянная(8,31
Дж/моль*К, Т- температура в К, F-
постоянная Фарадея (965000 К/моль), n
– число, необходимых для перехода из
окисленной формы в восстановленную.
При стандартных
условиях
Потенциал металл
э-да 1ого рода:Me(вф)-ne=Men+(оф)(
)
Потенциал водородного
электрода: H2(вф)-2е=2H+(оф)
),
Р- давление и при н. у = 1 атмосфере)
Потенциал
окислит-восстановит э-да: Fe3+,
Fe2+/Pt
; Fe2+(в.ф)
– e
= Fe3+(о.ф)
(
)
Активность воды и тв в-в не учитывается в формулах. рН= -lg[H+] –для задач
Ряд напряжения(активности ) металлов:
Металлы здесь располагаются в порядке возрастания стандартных электродных потенциалов. Ряд активности металлов характеризует ОВ св-ва самих металлов и их ионов. Чем больше (-) значение имеет потенциал металла, тем более сильной восстановительной способностью он обладает. Чем более (+) потенциал металлич э-да, тем более сильной окислительной способностью обладают его ионы. Условие самопроизвольного протекания ОВР в водном р-ре – потенциал ок-ля>потенциала вос-ля.