Kakšen je potencial elektrode

Elektrodni potencial ali elektrodni potencial kovine je potencialna razlika, ki nastane na meji med kovino in raztopino, ko je kovina potopljena v raztopino elektrolita kot posledica interakcije površinskih atomov kovinskih ionov, ki se nahajajo v vozliščih kristalne mreže s polarnimi molekule vode usmerjene na površino elektrode ... To je posledica tvorbe dvojne električne plasti, to je asimetrične porazdelitve nabitih delcev na meji.

Pojav raztapljanja kovin v elektrolitih se uporablja v kemičnih virih električne energije. Kovinska plošča, dimljena v raztopini lastne soli, se tako ali drugače rado raztopi v njej. Ta težnja se včasih imenuje elastičnost kovine pri raztapljanju.

Cinkova plošča, potopljena v raztopino cinkovega sulfata ZnTAKA4, daje raztopini delce cinka v obliki pozitivno nabitih ionov.Ker rožnati atomi odidejo v obliki pozitivno nabitih ionov, se na cinkovi plošči tvori presežek prostih elektronov in ta postane negativno nabita, presežek pozitivnih ionov pa nastane v plasti tekočine blizu površine. cinka, zato je ta plast pozitivno obremenjena. Na ta način na meji med tekočino in kovino nastane električna dvojna plast prostorsko ločenih nabojev nasprotnega predznaka.

Ti naboji bodo nasprotovali nadaljnjemu prehodu kovine v raztopino - negativne plošče zadržujejo pozitivni kovinski ion, pozitivni naboj elektrolita pa potisne kovinski ion nazaj proti plošči. Z drugimi besedami, električno polje dvojne plasti na meji kovina-tekočina preprečuje nadaljnji prehod kovinskih ionov v raztopino.Vzpostavi se ravnovesje med silami težnje kovine po raztopini, kemične narave, in električne sile, ki so si nasprotne.

Diagram nastanka dvojne električne plasti na meji med kovino in elektrolitom

Tako pridobi kovinska elektroda zaradi raztapljanja v elektrolitu določen elektrodni (z drugimi besedami elektrokemični) potencial glede na elektrolit, ki je odvisen od materiala elektrode in sestave elektrolita.

Vendar so elektrodni potenciali lahko pozitivni. To se zgodi v primerih, ko pozitivni ioni raztopine preidejo na elektrodo in jo napolnijo pozitivno, plast elektrolita pa negativno, na primer, ko je bakrena plošča potopljena v dovolj koncentrirano raztopino bakrovega sulfata (CuSO)4).

Dvojno električno plast lahko primerjamo s kondenzatorjem, katerega ena plošča je kovinska površina, druga pa plast ionov v raztopini na kovinski površini. Med nasprotno nabitima ploščama in obstaja razlika ali skok potenciala.

Skok potenciala na meji med elektrodo in raztopino lahko služi kot merilo redoks kapacitete sistema. Nemogoče pa je izmeriti tak skok potenciala ali enako potencialno razliko med obema fazama. Lahko pa izmerite e. itd. c) elementi, sestavljeni iz elektrod, ki nas zanimajo, in neke ene (v vseh primerih iste) elektrode, katere potencial pogojno predpostavljamo, da je nič.

Izmerjeno je itd. c) bo karakteriziral redoks kapaciteto elektrode, ki nas zanima, glede na neko pogojno ničlo. Tako dobljeno vrednost imenujemo notranji potencial kovine.

Za merjenje elektrodnega potenciala katere koli kovine je treba v elektrolit postaviti drugo elektrodo, ki bo imela določen elektrodni potencial, odvisno od materiala. Zato je mogoče neposredno izmeriti le algebraično vsoto potencialov dveh elektrod.

Iz tega razloga so elektrodni potenciali različnih materialov določeni glede na standard (vodikova elektroda, katere potencial se običajno šteje za nič.

Za merjenje se lahko uporabljajo tudi druge referenčne elektrode, katerih potencial glede na standardno vodikovo elektrodo je znan. Ta potencial najdemo tudi na podlagi meritve e. itd. (c) vezje, sestavljeno iz izbrane referenčne elektrode in standardne vodikove elektrode.

Če je proučevana elektroda, priključena na standardno vodikovo elektrodo, negativna, se notranjemu potencialu pripiše predznak » -«, sicer predznak »+«.

Na primer, elektrodni potencial cinka -0,76 V, bakra +0,34 V, srebra +0,8 V, izmerjen na ta način v raztopini ustrezne kovinske soli, se določi tako, da se od potenciala pri -pozitivu odšteje bolj negativen potencial.

Če dve kovinski plošči z različnim elektrodnim potencialom postavimo v ustrezen elektrolit, na primer v raztopino žveplove kisline (H2SO4) postavimo cink (Zn) in baker (Cth), bo voltmeter, povezan s tema ploščama, pokazal napetost med nekaj več kot 1 V.

Ta napetost, v tem primeru imenovana e. itd. c) galvanski par, bo posledica razlike v elektrodnem potencialu bakra, ki ima majhen pozitivni potencial, in cinka, ki ima znaten negativni potencial. Takšna naprava je najpreprostejši galvanski člen — Voltov člen.

V galvanskem členu se kemijska energija pretvarja v električno in z njeno pomočjo je možno izvajati električno delo zaradi energije kemijske reakcije.

Merjenje e. itd. c) galvanski členi morajo biti proizvedeni brez toka v tokokrogu celice. Sicer pa izmerjeni e. itd. bo manjša od vrednosti, opredeljene kot razlika med ravnotežnima potencialoma obeh elektrod… Pravzaprav določena koncentracija elektronov na elektrodah ustreza ravnotežnemu potencialu: bolj kot je pozitiven nižji, bolj negativen je višji. Skladno s tem je drugačna tudi struktura tistega dela dvojne plasti, ki je v raztopini.

Merjenje e. itd. zcelica brez tokovnega toka je običajno izdelana s kompenzacijsko metodo. Če ga želite uporabiti, morate imeti nekaj standard e itd. z Kot tak standard služi tako imenovan normalni element. Najpogosteje uporabljajo Westonov živosrebrno-kadmijev normalni element, npr. itd. s kar je enako 1,01830 V pri 20 ° C.