Предмет электрохимии. Электроды и электродные потенциалы, страница 2

Электродный потенциал Е (В) – это ЭДС электрической цепи, составленной из исследуемого электрода и стандартного водородного электрода.

Электродный потенциал зависит от концентрации потенциалопределяющих ионов, участвующих в электродном равновесии. Например, для электрода Ni²⁺| Ni потенциалоопределяющими будут ионы Ni²⁺, а для электрода Fe³⁺, Fe²⁺ - ионы Fe³⁺ и Fe²⁺, для водородного электрода – ионы Н⁺.

Стандартный электродный потенциал Е⁰ – это потенциал стандартного электрода. Если расположить электроды в порядке возрастания их Е⁰, то получится ряд стандартных электродных потенциалов (устаревшее название – «ряд напряжений металлов»). Он составлен только для водных растворов и неприменим для электродных систем в неводных растворах и расплавах.

Ряд стандартных электродных потенциалов позволяет установить возможность участия металлов  в реакциях замещения:

  металлы с меньшим Е⁰ (более отрицательным) вытесняют металлы с большим Е⁰ из растворов их солей.

  Металлы с Е⁰ < 0 вытесняют Н₂ из HCl и H₂SO_4(разб):

Zn + Pb(NO₃)₂ = Zn(NO₃)₂ + Pb

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

Исключения:

  В реакциях замещения в водных растворах нельзя использовать Li, K, Ba, Ca, Na, т.к. эти металлы взаимодействуют с водой.

  Al и Mg часто не могут вытеснять менее активные металлы из-за наличия на их поверхности защитной пленки оксида. После разрушения этой пленки металлы начинают реагировать с водой. Т.к. Al и Mg реагируют с водой в момент выделения, они не выделяются из раствора.

  Для вытеснения металлов нельзя использовать Н₂ (водородный электрод работает только в присутствии Pt).

  Pb не вытесняет Н₂ из HCl и H₂SO₄, т.к. на поверхности металла образуется пленка малорастворимых PbCl₂ и PbSO₄, препятствующих реакции.

Список литературы

1. Ахметов Н.С.  Общая и неорганическая химия: Учебник для вузов. – М.: Высшая школа, 1981
2. Габриелян О.С.  Химия 8 класс. – М.: Дрофа, 2001
3. Журин А.А., Гончарук О.Ю.  Химия. Вопросы и ответы на экзамене. – М.: Лист, 1998
4. Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л.  Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы. – М.: Дрофа, 2002
5. Петров М.М., Михилев Л.А., Кукушкин Ю.Н.  Неорганическая химия: учебное пособие для техникумов./Под ред. Ю.Н.Кукушкина. – Л.: Химия, 1981
6. Слесарев В.Н. и др.  Тренажёр по химии для абитуриентов и студентов. – СПб.: Химиздат, 2003
7. Химия. Шпаргалка. Диск.
8. Химия: Большой справочник для школьников и поступающих в вузы / Е.А. Алфёрова, Н.С.Ахметов, Н.В.Богомолова и др. – М.: Дрофа, 1999
9. Ходаков Ю.В.б Эпштейн Д.А., Глориозов П.А.  Неорганическая химия. Учебник для 9 класса. – М.: Просвещение, 1982
10. Хомченко Г.П.  Химия для поступающих в вузы.
11. Хомченко И.Г.  Общая химия. – М.: Новая волна, 1997