Значения электродных потенциалов определяются относительно некоторого электрода, потенциал которого условно принят за нулевой. Таким эталонным электродом выбран водородный в стандартных условиях. Его устройство таково: платиновый электрод, покрытый мелкодисперсной платиной (платиновой чернью), погруженный в раствор серной кислоты с активностью ионов водорода 1 моль∙л–1, обдувается струей газообразного водорода под давлением 100 кПа; при этих условиях и при T = 298 K
Платиновая чернь адсорбирует водород, который электрохимически взаимодействует с H+ по уравнению
Для гальванического элемента
(–)Pt, H2¦2H+||Mn+¦M(+), |
в котором протекает окислительно-восстановительная реакция
запишем уравнение изотермы
Учитывая, что для стандартного водородного электрода активности ионов H+ и газа H2 равны 1, а ΔG = –nFE, после преобразования получим уравнение Нернста для электродного процесса:
|
(7.1) |
В этом уравнении – ЭДС реакции, n – число электронов, участвующих в электронной реакции, F – число Фарадея.
Уравнение (7.1) выражает зависимость электродного потенциала от концентрации (активности) ионов и температуры и называется уравнением Нернста для отдельного электрода.
Отметив, что – активность окисленной формы реагента (оф), aM – активность его восстановленной формы (вф), уравнение Нернста можно записать в следующем виде:
Перейдя от натуральных логарифмов к десятичным и подставив численные значения F, R и T = 298 K, получим удобную для расчетов форму уравнения Нернста:
Активность твердого вещества (aтв) принимается равной единице, поэтому в случае рассматриваемого нами металлического электрода (aM) уравнение Нернста упрощается:
|
Ультрафиолетовое отверждение лаков и красок
На сегодняшний
момент в различных областях науки и промышленности ведутся активные
исследования, направленные на создание ресурсо- и энергосберегающих
экологически безопасных технологий. В ...
Железо в организме человека
...
Технология приготовления косметических гелей
На
фоне довольно высоких темпов развития химической промышленности сегодня
ученому-исследователю очень трудно уследить за тенденциями развития
производства косметической продукции еще и по ...