История о том, как заставили работать химическую реакцию Часть III. Стандартные электродные потенциалы

Введение Свойство металлов отдавать электроны в окислительно- восстановительных реакциях количественно характеризуется значениями их стандартных электродных потенциалов. Электродные потенциалы металлов измеряют, создавая гальванический элемент из определённого металла и электрода сравнения. Как измеряют электродные потенциалы? Стандартный электродный потенциал равен ЭДС гальванического элемента, составленного из металла и стандартного водородного электрода. Что такое стандартный электродный потенциал?

Электрод сравнения Электрод сравнения – водородный электрод, его потенциал принят равным нулю: φ(H 2 )=0 при T=25°C (298 K) Водородный электрод - это платиновая пластинка, опущенная в раствор соляной кислоты, с(HCl)=1 моль/л. Через раствор пропускают Н 2 (г). Чтобы растворимость водорода увеличить, платиновую пластинку покрывают пористой платиной. H + Cl - Pt H 2 (г) H2H2 e–e– e–e– H2H2

Соберём гальванический элемент из водородного электрода (слева) и медного электрода (справа), потенциал которого надо определить: H + – Pt( – ) H 2 (г) CuSO Cu 2+ – – Показать процесс H + Анод (–): H 2 = 2H + + 2e – окисление Катод (+): Cu e – = Cu восстановление H 2 + Cu e – = 2H + + 2e – + Cu H 2 + Cu 2+ = 2H + + Cu Уравнения Для вычисления ЭДС(Ε) из потенциала катода вычитают потенциал анода: Ε = φ(Cu) – φ(H 2 ) = +0,34В – 0В = 0,34 В Вольтметр H2H2 - – – Cu(+)

H + Соберём гальванический элемент из водородного электрода (слева) и цинкового электрода (справа), потенциал которого надо определить: H + – Pt(+) H 2 (г) Zn 2+ Показать процесс H + Анод (–): Zn = Zn e – окисление Катод (+): = 2H + + 2e – = H 2 восстановление H 2 + Cu e – = 2H + + 2e – + Cu Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 - Уравнения Для вычисления ЭДС из значения потенциала катода вычитают потенциал анода: Ε = φ(H 2 ) – φ(Zn) = 0В – (–0,76В) = 0,76 В Вольтметр Zn(–) - H2H2 – – – - +

Вопросы 1. Как по-другому называют ряд стандартных потенциалов? 2. Какие свойства отражены в этом ряду: a) металлов b) ионов металлов? Ключевые слова: Стандартный водородный электрод, стандартный электродный потенциал, гальванический элемент, ряд стандартных электродных потенциалов. Восстановительные свойства Окислительные свойства Электрохимический ряд напряжений металлов

Экспериментальное определение электродных потенциалов В 2002 г. группой учащихся лицея 40, г. Нижний Новгород, был поставлен эксперимент по определению электродных потенциалов различных металлов. В качестве электрода сравнения был взят угольный электрод. Их результаты: МеталлЭкспериментальное значение (В) Стандартное значение (В) Абсолютная погрешность (В) Zn-0,74-0,760,02 Al-1,62-1,660,04 Fe-0,46-0,440,02 Cu+0,36+0,340,02 Pb-0,14-0,130,01