Стандартный потенциал

Стандартный электродный потенциал

Стандартный потенциал

В конце статьи, вы поймете, и в состоянии описать- Что такое стандартный электродный потенциал, как мы измеряем и что необходимость стандартного электродного потенциала.

Электрохимии является филиалом химии, которая занимается производством электроэнергии, когда происходит химическая реакция. Весь процесс осуществляется в контейнере или судно называется как клетка. Когда мы строим клетку, используя образец Daniel клетки. Мы объединяем два различных полуэлемент.

Каждая половина ячейки состоит из металлического стержня, смоченного в электролите. Если потенциальный стержень создан. Это приведет к формирование батареи.

Эти батареи обеспечивают электрический ток для запуска автомобилей, чтобы привести множество продуктов, такие как карманные калькулятор цифровых часов радио и магнитофон и т.д..

Должен прочитать: Какие электролиты и типы.

Что такое электродный потенциал

  • оксидирование – Потеря электронов.
  • снижение – получение электронов.

Электродный потенциал развивается только тогда, когда существует разность потенциалов между электродом и электролитом. Если мы поместить медный металлический стержень в CuSO4 решение.

Эти атомы меди имеют поведение (тенденция) потерять электроны образуют Cu2+ ионы, которые идут в раствор в результате окисления.

с(s) → С2+ + 2е–

Скоро, избыточные электроны будут накапливаться на электроде, и он будет приобретать отрицательный заряд. Электроны, присутствующие на электроде также будут иметь тенденцию привлекать положительные ионы (с2+ ионы) присутствует в растворе. Это означает, что электрод не будет держать на потери электронов и равновесие будет в конечном счете, устанавливается.

Когда такое равновесие будет достигнуто, разделение положительных и отрицательных зарядов будет происходить, приводит к разности потенциалов между металлическим стержнем и его ионов, присутствующих в растворе называется электродным потенциалом.

Читать- электрохимическая ячейка.

Стандартный потенциал снижения

Следует помнить, что:

  • Электрод может подвергаться окислению.
  • Электрод может также проходить снижение за счет получения электронов.

Электрод может подвергаться окислению, теряя электроны, положительные ионы, присутствующие в растворе, может также принимать электроны от электрода и в результате отсутствия электронов на электроде, чем инициалы. таким образом, придавая положительный заряд на нем.

В результате, электрод теперь будет притягивать электроны из раствора и его притягивающей электроны или принимая тенденцию называется восстановительным потенциалом. таким образом, Есть два типа электродных потенциалов т.е., Окислительный потенциал и потенциал сокращения.

Окисление потенциал. Это тенденция электрода потерять электроны и в результате, он окисляется.

потенциал сокращения. Это тенденция электрода, чтобы принимать электроны, и в результате, он получает снижается.

Что такое стандартный электродный потенциал – Определение

Разность потенциалов, устанавливается между металлическим стержнем и электролитом его ионами единичной молярности (1M) в 298 К.

В целом, электрод называется в стандартных условиях, если:

  • концентрация электролита раствор 1 молярный (1M)
  • Давление газа / газов, вовлеченное одна атмосфера
  • Температура постоянна (в общем 298 К).

Как рассчитать стандартные ячейки потенциал

Следует отметить, что мы не можем измерить потенциал клеток непосредственно связано со следующими причинами:

  • Половина клеток ли окисление или восстановление Полуэлемент не может работать по своему владеет и может работать только при подключении к другой половине ячейки.
  • Электрон высвобождения или принимая тенденцию электрода только относительная тенденцию, а не абсолютная тенденцию.

таким образом, мы не можем определить абсолютную стандартный электродный потенциал электрода. Для того, чтобы решить проблема, опорный электрод необходимо, и должны быть возложены на него.

The обычно используется опорный электрод стандартного водородного электрода (ОНА) также называемый нормальный водород электрод (NHE) и его стандартный электродный потенциал (окисления, а также снижение) принимается равным нулю.

Определение Eo Значение цинка

Гальванический элемент установлен, в котором цинк электрод помещают в 1М ZnSO4 Раствор представляет собой одну половину ячейки в то время как стандартный водородный электрод, как другая половина ячейки.

В этом случае, чтение с помощью вольтметра 0.76 В и направление потока электронов от цинка к водороду электрону (противоположный поток тока, как показан вольтметр).

таким образом, цинк будет выступать в качестве анода и стандартный водородный электрод выступает в качестве катода.

Электронно прочь = Анод.

  • Еoклетка = Eoкатод – Еoанод
  • 0.76 знак равно 0 + Еoанод
  • Еoанодзнак равно -0.76V
  • таким образом, стандартный восстановительный потенциал цинка (Zn2+/Zn) является -0-76 V.
Cell Notation
Zn (s) | Zn2+ (водн) || 2ЧАС+ (водн) | ЧАС2 1 бар

В случае, прогиб в сторону водородного электрода, это означает, что поток электронов от водородного электрода в направлении металлического электрода. В таком случае, водородный электрод будет выступать в качестве анода и металлического электрода в качестве катода.

Стандартный электродный потенциал Таблица

Значения представляют собой стандартные потенциалы сокращения электрода. Их стандартный потенциал окисления будет иметь такое же значение, но с противоположным знаком. Эти значения являются последней конвенцией, принятой IUPAC, как стандартные восстановление и окисление потенциалы также называют как стандартный электродный потенциал.

Стандартный водородный электрод

В стандартном водородном электроде, платиновый провод, покрытый тонкодисперсной платины под названием платиновой черни герметизируется в стеклянной трубке. Это влечет за собой платиновую фольгу на одном конце. Провод погружают в водном растворе, содержащем 1 мольный Н+ концентрация ионов (как обычно 1 М HCl используется).

Чистый газообразный водород под давлением 1 бар постоянно пропускают через раствор: Температура Раствор выдерживают при 298 К. Стандартный водородный электрод может действовать как в качестве катода и анод.

Когда он должен действовать как окисление анода должно иметь место, и действовать в качестве катодного восстановления происходит.

Стандартный водородный электрод также известен как обратимый электрод.

Обратитесь к следующему видео для стандартного водородного электрода

Нормальный водородный электрод

Более ранние разработки в области electrochemistry.There является использовать нормальный водородный электрод(NHE) имеющий потенциал нулевого электрода. Нормальный водородный электрод (NHE) построен таким образом, имея платиновый электрод в раствор 1 N сильной кислоты. С течением времени, он был изменен.

Короче резюме,

  • Нормальный водородный электрод – Электрод потенциал платины с точки зрения 1 Раствор N кислоты.
  • Стандартный водородный электрод- Электрод потенциал платины с точки зрения 1 М раствор кислоты.

Это все об основах – Что такое стандартный электродный потенциал, как мы измеряем и что необходимость стандартного электродного потенциала.

Если вы хотите чувствовать себя свободно делиться с другими.

Вычисление стандартных электродных потенциалов[ | ]

Электродный потенциал не может быть получен эмпирически. Потенциал гальванической ячейки вытекает из «пары» электродов. Таким образом, невозможно определить величину для каждого электрода в паре, используя эмпирически полученный потенциал гальванической ячейки.

Для этого установлен водородный электрод, для которого этот потенциал принят равным 0,00 В, и любой электрод, для которого электронный потенциал ещё неизвестен, может быть соотнесён со стандартным водородным электродом с образованием гальванической ячейки — и в этом случае потенциал гальванической ячейки даёт потенциал неизвестного электрода.

Так как электродные потенциалы традиционно определяют как восстановительные потенциалы, знак окисляющегося металлического электрода должен быть изменён на противоположный при подсчёте общего потенциала ячейки.

Также нужно иметь в виду, что потенциалы не зависят от количества передаваемых электронов в полуреакциях (даже если оно различно), так как они рассчитаны на 1 моль переданных электронов.

Отсюда при расчёте какого-либо электродного потенциала на основании двух других следует проявлять внимательность.

Например:

Fe3+ + 3e− → Fe(тв) −0,036 В

Fe2+ + 2e− → Fe(тв) −0,44 В

Для получения третьего уравнения:

Fe3+ + e− → Fe2+ (+0,77 В)

следует умножить потенциал первого уравнения на 3, перевернуть второе уравнение(поменять знак) и умножить его потенциал на 2. Сложение этих двух потенциалов даст стандартный потенциал третьего уравнения.[источник не указан 92 дня]

Таблица стандартных электродных потенциалов[ | ]

Основная статья: Таблица стандартных электродных потенциалов

Чем больше стандартные восстановительные потенциалы, тем легче их можно восстановить, другими словами, тем более сильными окислителями они являются. И наоборот: низкий отрицательный потенциал означает, что данная форма является сильным восстановителем. Например, F2 имеет 2,87 В, а Li+ имеет −3,05 В, фтор — окислитель, литий — восстановитель.

Таким образом, Zn2+, стандартный восстановительный потенциал которого равен −0,76 В, может быть окислен любым другим электродом, стандартный потенциал которого больше −0,76 В. (напр., H+(0 В), Cu2+(0,16 В), F2(2,87 В)) и может быть восстановлен любым электродом, стандартный потенциал которого меньше −0,76 В (напр.

, H−(−2,23 В), Na+(−2,71 В), Li+(−3,05 В)).

В гальванической ячейке, где окислительно-восстановительная реакция заставляет ячейку производить электрический потенциал, Энергия Гиббса ΔGo должна быть отрицательной в соответствии со следующим уравнением:
ΔGoяч = -nFEoяч

где n это количество молей электронов на моль продуктов, а F является постоянной Фарадея, ~96485 Кл/моль. Таким образом применимы следующие правила:

если Eoяч> 0, тогда процесс самопроизвольный ()если Eoяч< 0, тогда процесс несамопроизвольный (электролитическая ячейка)

Нестандартные условия[ | ]

Стандартные электродные потенциалы даны при стандартных условиях. Однако реальные ячейки могут действовать и при нестандартных условиях. При данном стандартном потенциале потенциал при нестандартных эффективных концентрациях может быть вычислен с использованием уравнения Нернста:

E = E 0 + R T n F ln ⁡ a O x a R e d {displaystyle E=E{0}+{frac {RT}{nF}}ln {frac {a_{
m {Ox}}}{a_{
m {Red}}}}}

Величины E0 зависят от температуры (кроме стандартного водородного электрода) и обычно относятся к стандартному водородному электроду при этой температуре. Для конденсированных фаз величины потенциалов также зависят от давления.

Литература[ | ]

  • Zumdahl, Steven S., Zumdahl, Susan A (2000) Chemistry (5th ed.), Houghton Mifflin Company. ISBN 0-395-98583-8
  • Atkins, Peter, Jones, Loretta (2005) Chemical Principles (3rd ed.), W.H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-5701-X
  • Zu, Y, Couture, MM, Kolling, DR, Crofts, AR, Eltis, LD, Fee, JA, Hirst, J (2003) Biochemistry, 42, 12400-12408
  • Shuttleworth, SJ (1820) Electrochemistry (50th ed.), Harper Collins.

Ссылки[ | ]

  • Электродный потенциал
  • Онлайн-справочник стандартных электродных потенциалов

Стандартный потенциал электрода • ru.knowledgr.com

Стандартный потенциал

В электрохимии, стандартном потенциале электрода, сокращенном ° E или E (с суперподлинником plimsoll характер, явный «стандарт» или «ноль»), мера отдельного потенциала обратимого электрода в стандартном государстве, которое является с растворами при эффективной концентрации 1 молекулярной массы dm и газами при давлении 1 атм. Потенциал сокращения — интенсивная собственность. Ценности чаще всего сведены в таблицу в 25 °C. Основанием для электрохимической клетки, такой как гальваническая клетка всегда является окислительно-восстановительная реакция, которая может быть разломана на две полуреакции: окисление в аноде (потеря электрона) и сокращение в катоде (выгода электрона). Электричество произведено из-за электрической разности потенциалов между двумя электродами. Эта разность потенциалов создана в результате различия между отдельными потенциалами двух металлических электродов относительно электролита.

(Обратимый электрод — электрод, который должен его потенциал изменениям обратимой природы, в отличие от электродов, используемых в гальванопокрытии и разрушенных во время их использования)

,

Хотя полный потенциал клетки может быть измерен, нет никакого простого способа точно измерить потенциалы электрода/электролита в изоляции. Электрический потенциал также меняется в зависимости от температуры, концентрации и давления.

Так как потенциал окисления полуреакции — отрицание потенциала сокращения в окислительно-восстановительной реакции, достаточно вычислить любой из потенциалов.

Поэтому, стандартный потенциал электрода обычно пишется как стандартный потенциал сокращения.

Вычисление стандартных потенциалов электрода

Потенциал электрода не может быть получен опытным путем. Гальванический потенциал клетки следует из пары электродов.

Таким образом только одна эмпирическая стоимость доступна в паре электродов, и не возможно определить стоимость для каждого электрода в паре, использующей опытным путем полученный гальванический потенциал клетки.

Должен был быть установлен справочный электрод, стандартный водородный электрод (SHE), для которого потенциал определен или согласован соглашением.

В этом случае ОНА установлена в 0,00 В и любой электрод, которым потенциал электрода еще не известен, может быть соединен с, ОНА — чтобы сформировать гальваническую клетку — и гальванический потенциал клетки дает потенциал неизвестного электрода. Используя этот процесс, любой электрод с неизвестным потенциалом может быть соединен или с НЕЮ или с другим электродом, для которого потенциал был уже получен и что неизвестная стоимость может быть установлена.

Так как потенциалы электрода традиционно определены как потенциалы сокращения, признак потенциала для металлического окисляемого электрода должен быть полностью изменен, вычисляя полный потенциал клетки.

Обратите внимание на то, что потенциалы электрода независимы от числа переданных электронов — они выражены в В, которые измеряют энергию за переданный электрон — и таким образом, два потенциала электрода могут быть просто объединены, чтобы дать полный потенциал клетки, даже если различные числа электронов вовлечены в две реакции электрода.

Для практических измерений рассматриваемый электрод связан с положительным терминалом electrometer, в то время как ОНА связана с отрицательным терминалом.

Стандартный стол потенциала сокращения

Чем больше ценность стандартных потенциалов сокращения, тем легче это для элемента, который будет уменьшен (принимают электроны); другими словами, они — лучшие окислители. Например, у F есть 2,87 В, и у Ли есть −3.05 V. F уменьшает легко и является поэтому хорошим окислителем. Напротив, Ли подвергся бы окислению (следовательно хороший уменьшающий агент).

Таким образом Цинк, стандартный потенциал сокращения которого — −0.76 V, может быть окислен любым другим электродом, стандартный потенциал сокращения которого больше, чем −0.76 V (например, H (0 В), медь (0,16 В), F (2,87 В)) и может быть уменьшен любым электродом со стандартным потенциалом сокращения меньше, чем −0.76 V (например, H (−2.23 V), На (−2.71 V), Ли (−3.

05 V)).

В гальванической клетке, куда непосредственная окислительно-восстановительная реакция заставляет клетку производить электрический потенциал, Гиббс, свободная энергия ΔG ° должна быть отрицательной, в соответствии со следующим уравнением:

°:ΔG =

−nFE°где n — число родинок электронов на моль продуктов, и F — Фарадеевская константа, ~96485 C/mol. Также, следующие правила применяются:

:If E °> 0, тогда процесс самопроизволен (гальваническая клетка)

:If E ° должен быть положительным, где:

:E ° = E ° −

где ° E — стандартный потенциал в аноде

и ° E — стандартный потенциал в катоде, как дали в столе стандартного потенциала электрода.

Влияние нейтронного потока

Нейтронный поток относился к стандартному водородному электроду, изменяет ценность потенциала, как сообщил Багоцкий etall. Есть линейное увеличение с ростом радиоактивности электрода.

Дополнительные материалы для чтения

  • Zumdahl, Стивен С., Zumdahl, Сьюзен А (2000) Химия (5-й редактор), Houghton Mifflin Company. ISBN 0-395-98583-8
  • Аткинс, Питер, Джонс, Лоретта (2005) Химические Принципы (3-й редактор), В.Х. Фримен и Компания.

    ISBN 0 7167 5701 X

  • Zu, Y, пошив одежды высокого класса, MM, Kolling, DR, хутора, Арканзас, Eltis, LD, сбор, JA, Херст, J (2003) биохимия, 42, 12400-12408
  • Shuttleworth, SJ (1820) Электрохимия (50-й редактор), Harper Collin.

Внешние ссылки

  • Стандартные потенциалы электрода
  • Окислительно-восстановительное равновесие
Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть