Потенциал, устанавливающийся на границе раздела фаз металл - раствор его соли в состоянии динамического равновесия называется равновесным электродным потенциалом данного металла и обозначается j.
Абсолютное значение потенциала электрода определить невозможно. Можно лишь сравнивать потенциалы различных электродов друг с другом. Поэтому на практике обычно измеряют относительные электродные потенциалы. Электрод, относительно которого производится измерение потенциала, называется электродом сравнения. В качестве такого электрода сравнения принимают стандартный водородный электрод. Он состоит из платиновой пластинки, насыщенной водородом и погруженной в раствор серной кислоты (Pt) H2/H2SO4. При [H+]=1 моль/л и Т=298 К электродный потенциал водородного электрода j(2Н+/Н2)=0.
Кроме водородного, в качестве электродов сравнения используют хлоридсеребряный, каломельный и некоторые другие.
Зависимость величины электродного потенциала от концентрации и температуры выражается уравнением Нернста:
|
|
,
где - электродный потенциал металла в растворе с концентрацией С, В;
R – универсальная газовая постоянная, равная 8,316 кДж/моль;
Т – температура, К;
n – заряд иона металла;
F – постоянная Фарадея, равная 96487 Кл;
[Men+] – концентрация катионов металла, моль/л.
Подставив в уравнение Нернста все константы и приняв t=25 0C (Т=298 К), получим:
Для измерения относительного электродного потенциала необходимо два электрода объединить в электрохимическую цепь. Для этого металлические части соединяются проводником, а растворы электролитов, в которые они погружены - стеклянной трубкой, заполненной раствором электролита (обычно хлорида калия). Эту трубку называют электролитическим ключом или солевым мостиком. Она обеспечивает ионную проводимость между растворами. Таким образом, возникает замкнутая цепь или гальванический элемент.