Ряд напряжений металлов

По величинам стандартных потенциалов в порядке возрастания их значений составляется ряд напряжений металлов (ряд вытеснений), для водных растворов, например, имеющий вид:

Система Li⁺/Li Mg²⁺/Mg Al³⁺/Al Zn²⁺/Zn Ni²⁺/Ni Pb²⁺/Pb H⁺/H

E°,B -3,04 -2,38 -1,66 -0,763 -0,24 -0,126 0,0

Cu²⁺/Cu Ag⁺/Ag Pt²⁺/Pt F^-/F₂

0,337 0,799 1,2 2,87

Знание стандартных потенциалов и ряда напряжений позволяет ответить на многие интересующие электрометаллургов вопросы:

1. Какой знак будет иметь тот либо другой электрод в гальваническом элементе? (Знак "минус" будет у более электроотрицательного металла).

2. Какова стандартная ЭДС гальванического элемента? (ЭДС будет равна алгебраической разности стандартных потенциалов).

3. Каков порядок выделения элементов из растворов? (В первую очередь будут восстанавливаться металлы, имеющие наиболее электроположительный потенциал).

4. Каков порядок ионизации компонентов анода? (В первую очередь будет ионизироваться наиболее электроотрицательный металл).

Между тем термодинамика говорит лишь о возможности протекания того либо другого электрохимического процесса в условиях, близких к равновесным (т. е. при скоростях реакций, близких к нулю).

При конечных скоростях протекания электрохимических процессов термодинамический ряд напряжений металлов претерпевает существенные изменения.

Так, например, исходя из ряда напряжений металлов, нельзя из водных растворов выделить металлы, потенциал которых отрицательнее потенциалов выделения водорода. Между тем электролизом водных растворов успешно получают свинец (-0,126В), никель (-0,25В) и даже цинк (-0,762 В). Объяснение этому парадоксальному, невозможному с точки зрения термодинамики реальному явлению дает кинетика электродных процессов.