Koks yra elektrodo potencialas
Metalo elektrodo potencialas arba elektrodo potencialas yra potencialų skirtumas, atsirandantis metalo ir tirpalo sąsajoje, kai metalas panardinamas į elektrolito tirpalą dėl paviršiaus metalo jonų atomų, esančių kristalinės gardelės mazguose, sąveikos su poliniais. vandens molekulės, orientuotos į elektrodo paviršių... Taip yra dėl elektrinio dvigubo sluoksnio susidarymo, tai yra asimetrinio įkrautų dalelių pasiskirstymo ties riba.
Metalų tirpimo elektrolituose reiškinys naudojamas cheminiuose elektros energijos šaltiniuose. Metalinė plokštelė, rūkyta savo druskos tirpale, vienaip ar kitaip joje linkusi ištirpti. Ši tendencija kartais vadinama metalo tirpimo elastingumu.
Cinko plokštelė, panardinta į cinko sulfato ZnTAKA4 tirpalą, suteikia tirpalui cinko daleles teigiamai įkrautų jonų pavidalu.Dėl to, kad rausvieji atomai pasišalina teigiamai įkrautų jonų pavidalu, ant cinko plokštės susidaro laisvųjų elektronų perteklius ir ji įkraunama neigiamai, o skysčio sluoksnyje šalia paviršiaus susidaro teigiamų jonų perteklius. cinko, todėl šis sluoksnis yra teigiamai apkrautas. Tokiu būdu skysčio ir metalo sąsajoje atsiranda elektrinis dvigubas priešingo ženklo erdvėje atskirtų krūvių sluoksnis.
Šie krūviai prieštaraus tolesniam metalo patekimui į tirpalą – neigiamos plokštės sulaiko teigiamą metalo joną, o teigiamas elektrolito krūvis stumia metalo joną atgal link plokštės. Kitaip tariant, dvigubo sluoksnio elektrinis laukas metalo ir skysčio sąsajoje atsveria tolesnį metalo jonų perėjimą į tirpalą.Nustatoma pusiausvyra tarp metalo polinkio tirpti jėgų, cheminės prigimties ir priešingos elektrinės jėgos.
Elektrinio dvigubo sluoksnio susidarymo metalo ir elektrolito sąsajoje diagrama
Taigi dėl ištirpimo elektrolite metalinis elektrodas įgyja tam tikrą elektrodo (kitaip tariant, elektrocheminį) potencialą elektrolito atžvilgiu, kuris priklauso nuo elektrodo medžiagos ir elektrolito sudėties.
Tačiau elektrodų potencialai gali būti teigiami. Taip atsitinka tais atvejais, kai teigiami tirpalo jonai pereina į elektrodą, įkraunant jį teigiamai, o elektrolito sluoksnis – neigiamai, pavyzdžiui, kai varinė plokštelė panardinama į pakankamai koncentruotą vario sulfato (CuSO)4 tirpalą.
Elektrinį dvigubą sluoksnį galima prilyginti kondensatoriui, kurio viena iš plokščių yra metalinis paviršius, o kita – metalo paviršiuje ištirpusių jonų sluoksnis. Tarp priešingai įkrautų plokščių ir yra potencialo skirtumas, arba šuolis.
Potencialus šuolis elektrodo ir tirpalo sąsajoje gali būti sistemos redokso pajėgumo matas. Tačiau neįmanoma išmatuoti tokio potencialo šuolio arba, lygiavertiškai, potencialų skirtumo tarp dviejų fazių. Bet jūs galite išmatuoti el. ir tt c) elementai, sudaryti iš mus dominančių elektrodų ir vieno (visais atvejais vienodo) elektrodo, kurio potencialas sąlyginai laikomas nuliu.
Buvo išmatuota ir pan. c) apibūdins mus dominančio elektrodo redokso pajėgumą, palyginti su kokiu nors sąlyginiu nuliu. Taip gauta vertė vadinama vidiniu metalo potencialu.
Norint išmatuoti bet kurio metalo elektrodo potencialą, į elektrolitą reikia įdėti antrą elektrodą, kuris savo ruožtu turės tam tikrą elektrodo potencialą, priklausomai nuo jo medžiagos. Todėl tiesiogiai galima išmatuoti tik dviejų elektrodų potencialų algebrinę sumą.
Dėl šios priežasties įvairių medžiagų elektrodų potencialai nustatomi atsižvelgiant į standartą (vandenilio elektrodą, kurio potencialas paprastai laikomas nuliu.
Matavimui taip pat gali būti naudojami kiti etaloniniai elektrodai, kurių potencialas vandenilio standartinio elektrodo atžvilgiu yra žinomas. Šis potencialas taip pat randamas remiantis e. ir tt c) grandinė, sudaryta iš pasirinkto etaloninio elektrodo ir standartinio vandenilio elektrodo.
Jei tiriamas elektrodas, prijungtas prie standartinio vandenilio elektrodo, yra neigiamas, tada vidiniam potencialui priskiriamas ženklas » -», kitu atveju ženklas «+».
Pavyzdžiui, cinko -0,76 V, vario +0,34 V, sidabro +0,8 V elektrodo potencialas, išmatuotas tokiu būdu atitinkamos metalo druskos tirpale, nustatomas iš potencialo ties -teigiama atėmus neigiamesnį potencialą.
Jei į atitinkamą elektrolitą dedamos dvi metalinės plokštės su skirtingu elektrodo potencialu, pavyzdžiui, sieros rūgšties (H2SO4) tirpale, kuriame yra cinko (Zn) ir vario (Cth), tada prie šių plokščių prijungtas voltmetras parodys įtampą tarp jiems šiek tiek daugiau nei 1 V.
Ši įtampa, šiuo atveju vadinama e. ir tt c) galvaninė pora, atsiranda dėl vario, turinčio nedidelį teigiamą potencialą, ir cinko, turinčio didelį neigiamą potencialą, elektrodų potencialų skirtumo. Toks prietaisas yra paprasčiausias galvaninis elementas - Volta elementas.
Galvaniniame elemente cheminė energija paverčiama elektros energija ir jos pagalba galima atlikti elektrinius darbus dėl cheminės reakcijos energijos.
E. matavimas. ir tt c) galvaniniai elementai turi būti gaminami, kai elementų grandinėje nėra srovės. Priešingu atveju išmatuotas e. ir tt s. bus mažesnė už reikšmę, apibrėžtą kaip skirtumas tarp dviejų elektrodų pusiausvyros potencialų… Tiesą sakant, tam tikra elektronų koncentracija ant elektrodų atitinka pusiausvyros potencialą: kuo jis mažesnis teigiamas, tuo didesnis neigiamas. Atitinkamai skiriasi ir tos dvigubo sluoksnio dalies, kuri yra tirpale, struktūra.
E. matavimas. ir tt suelementas be srovės srauto dažniausiai gaminamas kompensavimo metodu. Norėdami jį pritaikyti, turite turėti keletą standartinis el. su Vadinamasis normalus elementas tarnauja kaip toks standartas. Dažniausiai jie naudoja Weston gyvsidabrio-kadmio normalų elementą, pvz. ir tt su. kuri lygi 1.01830 V 20 °C temperatūroje.