Опыт 2. Определение электродных потенциалов металлов

Измерить непосредственно потенциал отдельного электрода нельзя. Приводимые в справочниках значения электродных по­тенциалов являются относительными. Они измерены относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого условно принят равным нулю E⁰ (2H⁺/H₂) = 0. В практической работе удобнее пользоваться другими стандартными электродами сравне­ния, имеющими постоянное значение электродного потенциала по отношению к стандартному водородному электроду. Чаще других применяются хлорсеребряный и каломельный электроды, элек­тродные потенциалы которых в водородной шкале равны: E⁰(AgCl/Ag) = +0,222 В, E⁰(Hg₂Cl₂/Hg) = +0,268 В при заполнении электрода

1 н. раствором КС1.

Для измерения э. д. с. гальванического элемента, составлен­ного из электрода сравнения и исследуемого электрода, удобно пользоваться потенциометрами любого типа, имеющими две шкалы измерений: одну — в единицах рН, вторую — в милливольтах.

Выполнение работы. Определить стандартные электродные по­тенциалы цинка E (Zn²⁺ /Zn ) и меди E(Cu²⁺/Cu), используя хлорсеребряный электрод.

Для определения электродного потенциала меди собрать галь­ванический элемент, аналогично изображенному на рис. 37, снабдив каждый стаканчик крышкой с двумя отверстиями: одно —для закрепления электрода, другое — для электролитного мо­стика 3. Один стаканчик на ²/₃ его объема заполнить 1М раствором сульфата меди и опустить, в него медную пластинку, закрепив ее в крышке. В другой стакан налить 1 н. раствор KCl закрепить в крышке стакана хлорсеребряный элёктрод, опущенный в рас­твор. Соединить растворы электролитным мостиком и подключить электроды проводом к милливольтметру— рН-метру. После уста­новления стационарного положения стрелки потенциометра запи­сать значение э. д. с. медно-серебряного элемента по показанию шкалы прибора в милливольтах.

Для определения стандартного электродного потенциала цинка провести аналогичное измерение э. д. с. гальванического эле­мента, составленного из цинкового и хлорсеребряного электродов. Для этого на место медного полуэлемента поместить стаканчик с 1М раствора ZnSO, и опустить в него цинковую пластинку. Записать показания вольтметра.

Запись данных опыта. Вычислить стандартные потенциалы Е⁰ медного и цинкового электродов по экспериментально полученным значениям э. д. с. гальванических элементов и значению потен­циала хлорсеребряного электрода E⁰(AgCl/Ag) = +0,222 В. При вычислении значений потенциалов меди и цинка учесть, что для первого элемента э. д. с. = E(Cu²⁺/Cu)— E(AgCl/Ag),а для второго элемента э. д. с. = E(AgCl/Ag) — E (Zn²⁺ /Zn ).

 Следовательно, E(Cu²⁺/Cu)=э. д. с. +E(AgCl/Ag); E(Zn²⁺/Zn)= E(AgCl/Ag)— э. д. с. Сравнить полученные значения с таблич­ными значениями стандартных электродных потенциалов.