Mikä on elektrodin potentiaali?

Mikä on elektrodin potentiaali?
Mikä on elektrodin potentiaali?
Anonim

Elektrodipotentiaali on elektrolyytin ja elektrodin sähköstaattisten potentiaalien ero. Tällaisen potentiaalin syntyminen johtuu varausten avaruudellisesta erottumisesta, joilla on päinvastaiset merkit faasierorajalla sähköisen kaksoiskerroksen muodostuessa.

elektrodipotentiaali
elektrodipotentiaali

Varausten spatiaalinen erottuminen metallielektrodin ja elektrolyyttiliuoksen välisellä rajalla liittyy sellaisiin ilmiöihin kuin ionien siirtyminen metallista liuokseen sähkökemiallisen tasapainon saavuttamisprosessissa sekä ionien adsorptio. ionit elektrolyytistä elektrodin pinnalle; kaasun siirtyminen ionisen positiivisesti varautuneen kidehilan ulkopuolelle; ionien tai nestemäisten molekyylien ei-Coulomb-adsorptio elektrodilla. Kahdesta viimeisestä ilmiöstä johtuen elektrodin potentiaali ei ole koskaan yhtä suuri kuin nolla, vaikka metallipinnan varaus olisi nolla. Yksittäisen elektrodin potentiaalin itseisarvoa ei määritetä, vaan tähän käytetään vertailu- ja testielektrodin vertailumenetelmää. Elektrodin potentiaalivastaa sähkökemiallisessa piirissä saadun sähkömotorisen voiman (EMF) suuruutta.

vetyelektrodin potentiaali
vetyelektrodin potentiaali

Vesipohjaisissa ratkaisuissa on tapana käyttää vetyelektrodeja. Tämän tyyppisiä standardielementtejä käytetään standardeina erilaisissa sähkökemiallisissa mittauksissa sekä galvaanisissa laitteissa. Vetyelektrodi on metallilanka tai levy, joka imee vetykaasua hyvin (usein käytetään palladiumia tai platinaa). Tällainen levylanka kyllästetään vedyllä ilmakehän paineessa, minkä jälkeen se upotetaan vesiliuokseen, jossa on runsaasti vetyioneja. Tällaisen levyn potentiaali on verrannollinen ionien pitoisuuteen liuoksessa. Alkuaine on standardi, kemiallisen reaktion elektrodipotentiaali mitataan suhteessa siihen.

Vetyyn ja havaittaviin laitteisiin perustuvia galvaanisia kennoja koottaessa tapahtuu platinaryhmän metallin pinnalla reaktio (palautuva), mikä tarkoittaa joko pelkistys- tai hapetusprosessia. Prosessin tyyppi riippuu määritettävän elementin jatkuvan reaktion potentiaalista. Vetyelektrodin potentiaaliksi otetaan nolla, kun vedyn paine on yksi atmosfääri, liuoksen protonipitoisuus on yksi mooli litraa kohti ja lämpötila on 298 K. Jos tutkittava elementti on vertailuolosuhteissa, ts., kun potentiaaliin vaikuttavien ionien aktiivisuus on yksi ja kaasun paine - 0,101 MPa, tämän potentiaalin arvoa kutsutaan standardiksi.

standardi elektrodipotentiaali
standardi elektrodipotentiaali

EMF-mittausgalvaaninen elektrodi standardiolosuhteissa, laske kemiallisen reaktion standardielektrodipotentiaali. Yleensä tämä arvo mitataan olosuhteissa, joissa kaikki potentiaalin määräävän reaktion termodynaamiset aktiviteetit ovat yhtä suuria kuin yksikkö ja kaasun paine on 0,01105 Pa. Testattavan elementin potentiaalia pidetään positiivisena, jos "virtalähde"-tilassa elektronit liikkuvat ulkoisessa piirissä vasemm alta oikealle ja positiivisesti varautuneet hiukkaset liikkuvat elektrolyytissä.

Suositeltava: