Vad är potentialen för elektroden
Elektrodpotential eller elektrodpotential för en metall är en potentialskillnad som uppstår vid metall-lösningsgränssnittet när en metall nedsänks i en elektrolytlösning som ett resultat av interaktionen mellan ytmetalljonatomer belägna i noderna i ett kristallgitter med polär vattenmolekyler orienterade mot elektrodens yta ... Detta beror på bildandet av ett elektriskt dubbelskikt, det vill säga en asymmetrisk fördelning av laddade partiklar vid gränsen.
Fenomenet med upplösning av metaller i elektrolyter används i kemiska elkällor. En metallplatta rökt i en lösning av sitt eget salt, på ett eller annat sätt, tenderar att lösas upp i den. Denna tendens kallas ibland metallens upplösningselasticitet.
En zinkplatta nedsänkt i en lösning av zinksulfat ZnTAKA4 ger zinkpartiklar till lösningen i form av positivt laddade joner.På grund av det faktum att de rosa atomerna lämnar i form av positivt laddade joner, bildas ett överskott av fria elektroner på zinkplattan och den blir negativt laddad, och ett överskott av positiva joner bildas i vätskeskiktet nära ytan av zinken, och därför är detta skikt positivt belastat. På detta sätt uppstår ett elektriskt dubbelskikt av rumsligt separerade laddningar med motsatt tecken vid gränsytan mellan vätskan och metallen.
Dessa laddningar kommer att motverka ytterligare passage av metallen i lösningen - de negativa plattorna håller den positiva metalljonen, och den positiva laddningen av elektrolyten trycker tillbaka metalljonen mot plattan. Med andra ord motverkar det elektriska fältet i det dubbla skiktet vid metall-vätska-gränsytan den ytterligare övergången av metalljoner till lösning.En balans upprättas mellan krafterna i metallens tendens att gå i lösning, kemisk till sin natur, och de elektriska krafterna som står emot.
Diagram över bildandet av ett elektriskt dubbelskikt vid gränsytan mellan en metall och en elektrolyt
På grund av upplösning i elektrolyten får således metallelektroden en viss elektrod (med andra ord elektrokemisk) potential med avseende på elektrolyten, vilken beror på elektrodens material och elektrolytens sammansättning.
Elektrodpotentialer kan dock vara positiva. Detta händer i fall där de positiva jonerna i lösningen passerar till elektroden, laddar den positivt och elektrolytskiktet - negativt, till exempel när en kopparplatta är nedsänkt i en tillräckligt koncentrerad lösning av kopparsulfat (CuSO)4).
Det elektriska dubbellagret kan liknas vid en kondensator, vars ena plattor är metallytan och den andra är ett lager av joner i lösning på metallytan. Mellan de motsatt laddade plattorna och det finns en skillnad, eller hopp, i potential.
Potentialhoppet vid elektrod-lösningsgränssnittet kan tjäna som ett mått på systemets redoxkapacitet. Det är dock omöjligt att mäta ett sådant potentialhopp eller på motsvarande sätt potentialskillnaden mellan de två faserna. Men du kan mäta t.ex. etc. c. element sammansatta av elektroderna vi är intresserade av och någon (samma i alla fall) elektrod, vars potential villkorligt antas vara noll.
Det har mätts osv. c. kommer att karakterisera redoxkapaciteten hos elektroden vi är intresserade av i förhållande till någon betingad noll. Det sålunda erhållna värdet kallas metallens inre potential.
För att mäta elektrodpotentialen för någon metall är det nödvändigt att placera en andra elektrod i elektrolyten, som i sin tur kommer att ha en viss elektrodpotential, beroende på dess material. Därför kan endast den algebraiska summan av två elektrodpotentialer mätas direkt.
Av denna anledning bestäms elektrodpotentialerna för olika material med avseende på en standard (en väteelektrod, vars potential vanligtvis tas till noll.
Andra referenselektroder vars potential i förhållande till vätestandardelektroden är känd kan också användas för mätning. Denna potential hittas också baserat på mätningen av t.ex. etc. c. en krets som består av en vald referenselektrod och en standardväteelektrod.
Om den studerade elektroden ansluten till en standardväteelektrod är negativ, tilldelas tecknet » -» den inre potentialen, annars tecknet «+».
Till exempel bestäms elektrodpotentialen för zink -0,76 V, koppar +0,34 V, silver +0,8 V, mätt på detta sätt i en lösning av motsvarande metallsalt, genom att subtrahera den mer negativa potentialen från potentialen vid -positiv.
Om två metallplattor med olika elektrodpotential placeras i motsvarande elektrolyt, till exempel i en lösning av svavelsyra (H2SO4) placerad zink (Zn) och koppar (Cth), så kommer en voltmeter kopplad till dessa plattor att visa en spänning mellan dem något mer än 1 V.
Denna spänning, i detta fall kallad e. etc. c. galvaniskt par, kommer att bero på skillnaden i elektrodpotentialer för koppar, som har en liten positiv potential, och zink, som har en signifikant negativ potential. En sådan anordning är den enklaste galvaniska cellen - Volta-cellen.
I en galvanisk cell omvandlas kemisk energi till elektrisk energi och med dess hjälp är det möjligt att utföra elektriskt arbete på grund av energin från en kemisk reaktion.
Mätning av e. etc. c. galvaniska celler måste produceras i frånvaro av ström i cellkretsen. Annars kan det uppmätta e. etc. s. kommer att vara mindre än värdet definierat som skillnaden mellan jämviktspotentialerna för de två elektroderna… Faktum är att en viss koncentration av elektroner på elektroderna motsvarar jämviktspotentialen: ju mer positiv den är lägre, desto mer negativ är den högre. Följaktligen är strukturen för den del av dubbelskiktet som är i lösning också annorlunda.
Mätning av e. etc. meden cell utan strömflöde produceras vanligtvis med kompensationsmetoden. För att tillämpa det måste du ha några standard e. etc. med Det så kallade normalelementet fungerar som en sådan standard. Vanligtvis använder de Westons kvicksilver-kadmium normala element, t.ex. etc. som är lika med 1,01830 V vid 20 °C.