Электродный потенциал

Если пластинку металла погрузить в воду или в раствор его соли, то некоторое количество ионов металла с поверхности перейдет в раствор или из раствора на поверхность металла. Этот процесс будет сопровождаться гидратацией ионов.

Me D Ме^z+ + z e

Me^z+ + n Н₂O D [Ме(Н₂O)_n]^z+

Таким образом на границе металл — раствор устанавливается равновесие

Me + n Н₂O D [Ме(Н₂O)_n]^z+ + z e

Пластинка металла при этом заряжается отрицательно или положительно. Например, в том случае, когда ионы металла уходят с пластинки, положительно заряженные ионы концентрируются у поверхности за счет сил электростатического притяжения, в результате чего образуется двойной электрический слой, и на границе металл — раствор возникает скачок электрического потенциала, который называется электродным потенциалом.

Величина этого потенциала зависит от природы металла, концентрации (активности) ионов металла в растворе (при высокой концентрации ионов металла может происходить осаждение металла на пластинке и она зарядится положительно) и температуры. Для математического выражения этой зависимости В.Г. Нернстом в 1888г. было предложено следующее выражение:

где E(Me^z+/Me) — электродный потенциал; E⁰(Me^z+/Me) ^— стандартный электродный потенциал (соответствует активности ионов металла 1 моль/л); R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль-К; T — абсолютная температура; z — заряд иона металла; F — постоянная Фарадея (96 500 Кл/моль); C — молярная концентрация ионов.

После подстановки значений констант и перехода к десятичным логарифмам для температуры 298 К получим упрощенную форму уравнения Нернста: