Jaký je potenciál elektrody

Elektrodový potenciál nebo elektrodový potenciál kovu je potenciálový rozdíl, ke kterému dochází na rozhraní kov-roztok, když je kov ponořen do roztoku elektrolytu v důsledku interakce povrchových atomů kovových iontů umístěných v uzlech krystalové mřížky s polárním molekuly vody orientované k povrchu elektrody ... Je to způsobeno tvorbou elektrické dvojvrstvy, tedy asymetrickým rozložením nabitých částic na hranici.

Fenomén rozpouštění kovů v elektrolytech se využívá v chemických zdrojích elektřiny. Kovový plát uzený v roztoku vlastní soli tak či onak má tendenci se v něm rozpouštět. Tato tendence se někdy nazývá elasticita rozpouštění kovu.

Zinková deska ponořená do roztoku síranu zinečnatého ZnTAKA4 dává do roztoku částice zinku ve formě kladně nabitých iontů.Vzhledem k tomu, že růžové atomy odcházejí ve formě kladně nabitých iontů, tvoří se na zinkové desce přebytek volných elektronů a ta se záporně nabíjí a ve vrstvě kapaliny u povrchu vzniká přebytek kladných iontů. zinku, a proto je tato vrstva pozitivně zatížena. Na rozhraní mezi kapalinou a kovem tak vzniká elektrická dvojvrstva prostorově oddělených nábojů opačného znaménka.

Tyto náboje budou bránit dalšímu průchodu kovu do roztoku – záporné desky drží kladný kovový iont a kladný náboj elektrolytu tlačí kovový iont zpět k desce. Jinými slovy, elektrické pole dvojité vrstvy na rozhraní kov-kapalina působí proti dalšímu přechodu kovových iontů do roztoku. Je vytvořena rovnováha mezi silami tendence kovu přejít do roztoku, chemické povahy a elektrické síly, které jsou protichůdné.

Schéma vzniku elektrické dvojvrstvy na rozhraní mezi kovem a elektrolytem

Kovová elektroda tedy vlivem rozpouštění v elektrolytu získává určitý elektrodový (jinými slovy elektrochemický) potenciál vzhledem k elektrolytu, který závisí na materiálu elektrody a složení elektrolytu.

Elektrodové potenciály však mohou být kladné. To se děje v případech, kdy kladné ionty roztoku procházejí k elektrodě, kladně ji nabíjejí, a vrstva elektrolytu - záporně, například když je měděná deska ponořena do dostatečně koncentrovaného roztoku síranu měďnatého (CuSO)4).

Elektrickou dvojvrstvu lze přirovnat ke kondenzátoru, jehož jedna z desek je kovový povrch a druhá je vrstva iontů v roztoku na kovovém povrchu. Mezi opačně nabitými deskami a je rozdíl, neboli skok, v potenciálu.

Potenciální skok na rozhraní elektroda-roztok může sloužit jako měřítko redoxní kapacity systému. Není však možné měřit takový potenciálový skok nebo ekvivalentně potenciálový rozdíl mezi dvěma fázemi. Ale můžete měřit např. atd. c. prvky složené z elektrod, které nás zajímají, a jedné (ve všech případech stejné) elektrody, jejíž potenciál je podmíněně považován za nulový.

Bylo změřeno atd. c. bude charakterizovat redoxní kapacitu elektrody, která nás zajímá, vzhledem k nějaké podmíněné nule. Takto získaná hodnota se nazývá vnitřní potenciál kovu.

Pro měření elektrodového potenciálu jakéhokoli kovu je nutné umístit do elektrolytu druhou elektrodu, která zase bude mít určitý elektrodový potenciál v závislosti na svém materiálu. Proto lze přímo měřit pouze algebraický součet dvou elektrodových potenciálů.

Z tohoto důvodu se elektrodové potenciály různých materiálů určují s ohledem na etalon (vodíková elektroda, jejíž potenciál se obvykle považuje za nulový.

Pro měření lze použít i jiné referenční elektrody, jejichž potenciál vzhledem k vodíkové standardní elektrodě je znám. Tento potenciál je také zjištěn na základě měření např. atd. c. obvod složený z vybrané referenční elektrody a standardní vodíkové elektrody.

Pokud je studovaná elektroda připojená ke standardní vodíkové elektrodě záporná, pak je vnitřnímu potenciálu přiřazeno znaménko » -», v opačném případě znaménko «+».

Například elektrodový potenciál zinku -0,76 V, mědi +0,34 V, stříbra +0,8 V, měřený tímto způsobem v roztoku odpovídající kovové soli, se určí odečtením zápornějšího potenciálu od potenciálu na -kladném.

Pokud jsou dvě kovové desky s různým elektrodovým potenciálem umístěny v odpovídajícím elektrolytu, například v roztoku kyseliny sírové (H2SO4) umístěném zinku (Zn) a mědi (Cth), pak voltmetr připojený k těmto deskám ukáže napětí mezi mají o něco více než 1 V.

Toto napětí, v tomto případě nazývané e. atd. c. galvanický pár, bude způsoben rozdílem elektrodových potenciálů mědi, která má malý kladný potenciál, a zinku, který má významný záporný potenciál. Takovým zařízením je nejjednodušší galvanický článek — Volta článek.

V galvanickém článku se chemická energie přeměňuje na elektrickou energii a s její pomocí je možné vykonávat elektrickou práci díky energii chemické reakce.

Měření e. atd. c. galvanické články musí být vyráběny v nepřítomnosti proudu v obvodu článku. Jinak naměřené e. atd. s. bude menší než hodnota definovaná jako rozdíl mezi rovnovážnými potenciály dvou elektrod… Ve skutečnosti určitá koncentrace elektronů na elektrodách odpovídá rovnovážnému potenciálu: čím kladnější je nižší, tím zápornější je vyšší. V souladu s tím je struktura té části dvojité vrstvy, která je v roztoku, také odlišná.

Měření e. atd. sčlánek bez toku proudu se obvykle vyrábí kompenzační metodou. Abyste ji mohli aplikovat, musíte nějaké mít standardní e. atd. s Jako takový standard slouží tzv. normální prvek. Nejčastěji používají Westonův normální prvek rtuť-kadmium, např. atd. s. která se rovná 1,01830 V při 20 °C.