Ряд напряжений металлов

Николай Николаевич Бекетов (1827-1911)

Ряд напряжений характеризует некоторые свойства металлов:

1. Чем меньшее значение имеет электродный потенциал металла, тем он химически активнее, легче окисляется и труднее восстанавливается из своих ионов. Активные металлы в природе существуют только в виде соединений Na, K,..., встречаются в природе, как в виде соединений, так и в свободном состоянии Cu, Ag, Hg; Au, Pt - только в свободном состоянии;

2. Металлы, имеющие более отрицательный электродный потенциал, чем магний, вытесняют водород из воды;

3. Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, вытесняют водород из растворов разбавленных кислот (анионы которых не проявляют окислительных свойств);

4. Каждый металл ряда, не разлагающий воду, вытесняет металлы, имеющие более положительные значения электродных потенциалов из растворов их солей;

5. Чем больше отличаются металлы значениями электродных потенциалов, тем большее значение э.д.с. будет иметь построенный из них гальванический элемент.

Зависимость величины электродного потенциала (Е) от природы металла, активности его ионов в растворе и температуры выражается уравнением Нернста

Е_Ме = Е^о_Ме + RTln(a_Меⁿ⁺)/nF,

где Е^о_Ме – стандартный электродный потенциал металла, a_Meⁿ⁺ – активность ионов металла в растворе. При стандартной температуре 25 ^оС, для разбавленных растворов заменяя активность (а) концентрацией (с), натуральный логарифм десятичным и подставляя значения R, T и F, получим

Е_Ме = Е^о_Ме + (0,059/n)lgс.

Например, для цинкового электрода, помещенного в раствор своей соли, концентрацию гидратированных ионов Zn²⁺× mH₂O сокращенно обозначим Zn²⁺ , тогда

Е_Zn = Е^о_Zn + (0,059/n) lg[ Zn²⁺].

Если [Zn²⁺] = 1 моль/дм³, то Е_Zn = Е ^о_Zn.