Стандартный водородный электрод. Формула Нернста. Стандартный потенциал. Ряд напряжения.

В наст. время невозможно рассчитать или экспериментально определить абсолютное значение скачка потенциала на отдельно взятом электроде. Поэтому значение потенциала на электроде всегда определяется по отношению к эталонному электроду, потенциал к-го условно принимается =0.В электрохимии таким электродом является нормальный водородный элемент (н.в.э.).Потенциал н.в.э. при опред-х условиях =0. В стеклянный сосуд сложной формы залит раствор серной кислоты такой концентрации, что [H⁺]»1 г-ион/л.Платиновая чернь (губчатая пластина) – платиновый электрод.Р=1атм.Водород омывает платину, растворяется в ней. Насыщенная водородом платина начинает вести себя как водородный электрод, т.е.

H⁺+к «1/2H₂

2H⁺ЅH₂

j_H=0

Т.о. за величину электродного потенциала данного электрода принимается ЭДС гальванического элемента, составленного из исследуемого электрода и н.в.э. Электродному потенциалу присваевается знак, одинаковый со знаком заряда данного электрода в паре с н.в.э.

Например Zn в паре с н.в.э. заряжается отрицательно, а это значит, что потенциал Zn-го электрода равен ЭДС Zn-го водородного элемента с обратным знаком.

j_Zn=j⁰_Zn+RT/nФ*ln a_Zn²⁺ j_Me=j⁰_Me+RT/nФ*ln[Meⁿ⁺] j⁰-стандартное значение потенциала.Т=298К(25⁰С). j_Ме=j⁰_Ме+0.059/n*lg[Meⁿ⁺]

Если все металлы выстроить в ряд повелечинам их j⁰, то мы получим т.н. ряд напряжений. В ряду напряжений помещен и j_Н=0. Все металлы, расположенные в ряду напряжений выше Н имеют j⁰<0, ниже - j⁰>0В водородном электроде протекает реакция: H⁺+к «H – n=1 j_H= j⁰_H+0.059/1*lg[H⁺], j⁰_H =0 по условию. j_H =0.059lg[H⁺], pH=-lg[H⁺], j_H=-0.059pH. потенциала более положительного электрода вычесть потенциал менее положительного. Cu – Zn: E=j_Cu-j_Zn=j⁰_Cu-j⁰_Zn+RT/nФ*ln([Cu²⁺]-[Zn²⁺])=E⁰ E⁰-RT/nФ*ln[Zn²⁺]/[Cu²⁺] n=2; E⁰=j⁰_Cu-j⁰_Zn=0.34-(-0.763)=1.103B;E⁰экспериментальное=1.087В, DE=0.016B-диффузионный скачок потенциалов на границе 2 растворов.

Типы электродов и цепей. Окислительно-восстановительные электроды и цепи.

1. Электроды 1 рода. Металлические, обратимые относительно катиона.

2. Металлические электроды, обратимые относительно аниона.

3. Газовые электроды, обратимые как относительно катионов, так и анионов.

4. Окислительно-восстановительные электроды.

Металлическая пластина не принимает участия, она токоотвод.

Типы цепей

1. Химические цепи – 2 разных металлических электрода (Al-Zn).

2. Окислительно-восстановительные цепи (2 ОВ-электрода)

ОВР течет самопроизвольно в сторону превращения сильного окислителя в слабый сопряженный окислитель, сильного восстановителя в слабый сопряженный восстановитель.

3. Концентрационные цепи.

Разные концентрации электролитов.