Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Окислительно-восстановительные электроды и их потенциалы




Читайте также:
  1. Выражение основных величин через термодинамические потенциалы
  2. Индикаторные электроды
  3. Ионообменные электроды. Стеклянный электрод.
  4. Ионоселективные электроды
  5. Мембранные потенциалы
  6. Окислительно-восстановительные реакции. Зависимость эквивалентного окислителя и восстановителя от реакции среды.
  7. Окислительно-восстановительные электроды (редокс-электроды). Хингидронный электрод.
  8. Переменное электромагнитное поле. Запаздывающие потенциалы
  9. Потенциалы личности.

Существуют такие электроды, реакции на которых не связаны с выделением из электролита или растворением в нем простых веществ. При этом обязательные для электрохимических реакций получение или отдача электродами электронов происходит за счет изменения степени окисления ионов в растворе.

Если электрод из инертного металла (например, платиновый) помещен в раствор, содержащий одновременно окисленную и восстановленную форму одного или нескольких веществ, на платиновом электроде возникает потенциал, который называют окислительно-восстановительным (ОВ) или редокс-потенциалом. Этот потенциал возникает за счет того, что в результате ОВ-реакции, проте­кающей в приэлектродном пространстве, электроны от восстановленной формы адсорбированных катионов час­тично переходят к металлу, и на электроде со временем устанавливается равновесие

Охn+ + ne- == Red.

Величина электродного ОВ-потенциала Er определяется соотношением концентраций окисленной СОх и восстановленной СRed форм вещества:

,

где Er° - стандартный редокс-потенциал; n - число электронов, передаваемых с донора (Red) на акцептор (Ох) в элементарном акте; CОх и CRed - концентрации окисленной и восстановленной форм, соответственно.

Механизм возникновения редокс-потенциала удобно рассмотреть на примере системы, состоящей из платинового электрода и растворов, содержащих ионы железа в различных степенях окисления (Fe2+ и Fe3+). При погружении платины в раствор, содержащий избыток окисленной формы, когда C(Fe3+) >> C(Fe2+), поверхность электрода заряжается положительно. При избытке восстановленной формы, когда C(Fe3+) << C(Fe2+), поверхность платины заряжается отрицательно, т.к. на ионы Fe3+ с определенной скоростью переходят электроны от платины, на которую, в свою очередь, переносятся электроны от ионов Fe2+. Скорость перехода электронов из платины в раствор к ионам Fe3+ постепенно уменьшается по мере роста положительного заряда поверхности платины, а скорость перехода электронов в обратном направлении возрастает. И наоборот, скорость переноса электронов из раствора от ионов Fe2+ к металлу постепенно уменьшается по мере роста отрицательного заряда поверхности платины, а скорость перехода электронов в обратном направлении возрастает. В результате со временем устанавливается равновесие, которое характеризуется равенством скоростей прямого и обратного процессов.



Передача электронов с одного иона на другой через инертный металл приводит к появлению электрического заряда на поверхности электрода и образованию двойного электрического слоя. Принципиально возможен и прямой межионный обмен электронами в растворе. Но ионы Fe2+ и Fe3+ сольватированы различным образом, и для переноса электрона необходимо преодолеть значительный энергетический барьер, а для перехода электрона от Fe2+ на инертный металл и с поверхности металла к иону Fe3+ требуется существенно меньшая энергия активации.

Стандартным редокс-потенциалом называют потенциал, возникающий на границе раздела инертный электрод - раствор при равенстве концентраций в этом растворе окисленной и восстановленной форм вещества.

Стандартный редокс-потенциал характеризует относительную окислительную способность ОВ-системы. Система, редокс-потенциал которой больше, является окислителем по отношению к системе с меньшим потенциалом.

 


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 13; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2020 год. (0.005 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты