Электроды первого рода

Таблица 16.1

Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы window.top.document.title = "7.2.1. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы";

Окисленная форма	+e^–	Восстановленная форма	E°, В
Li+	1e^–	Li	–3,02
Na⁺	1e^–	Na	–2,71
Mn²⁺	2e^–	Mn	–1,05
Zn²⁺	2e^–	Zn	–0,76
Cr³⁺	3e^–	Cr	–0,74
Fe²⁺	2e^–	Fe	–0,44
Cd²⁺	2e^–	Cd	–0,40
Ni²⁺	2e^–	Ni	–0,23
Sn²⁺	2e^–	Sn	–0,14
Pb²⁺	2e^–	Pb	–0,13
2H⁺	2e^–	H₂	0,00
NO₃^–+ H₂O	2e^–	NO₂^–+ 2OH^–	+0,01
Ti⁴⁺	1e^–	Ti³⁺	+0,04
Sn⁴⁺	2e^–	Sn²⁺	+0,15
SO₄^2–+ 2H⁺	2e^–	SO₃^2–+ 2H₂O	+0,17
Cu²⁺	2e^–	Cu	+0,34
MnO₄^–	1e^–	MnO₄^2–	+0,56
MnO₄^–+ 2H₂O	3e^–	MnO₂ + 4OH–	+0,60
Fe³⁺	1e^–	Fe²⁺	+0,77
Ag	1e^–	Ag⁺	+0,80
Br₂	2e^–	2Br^–	+1,07
O₂ + 4H⁺	4e^–	2H₂O	+1,23
Cl₂	2e^–	2Cl^–	+1,36
Cr₂O₇^2– + 14H⁺	6e^–	2Cr³⁺ + 7H₂O	+1,37
PbO₂ + 4H⁺	2e^–	Pb²⁺ + 2H₂O	+1,46
MnO₄^– + 8H⁺	5e^–	Mn²⁺ + 4H₂O	+1,51
H₂O₂ + 2H⁺	2e^–	2H₂O	+1,77
F₂	2e^–	2F^–	+2,87

Классификация электродов window.top.document.title = "7.3. Классификация электродов";

Многочисленные ХИТ могут быть составлены из двух электродов (полуэлементов, электродных пар). По типу потенциалопределяющей реакции (окислительно-восстановительного электродного процесса) электроды делят на электроды первого рода, второго рода (электроды с электрохимической реакцией) и ионоселективные (без электрохимической реакции).

К электродам первого рода относятся электроды, в уравнение Нернста которых под знаком логарифма входят активности веществ, участвующих в электродной реакции. Потенциал таких электродов меняется с изменением концентрации реагентов.

Электродами первого рода являются:

1. Электроды, состоящие из элементарного вещества, находящегося в контакте с раствором, содержащим его собственные ионы.

а) Металлический электрод – металл, погруженный в раствор своей соли M|Mn⁺, например, цинковый и медный электроды:

Металлический электрод обратим по отношению к катиону. Его электродный потенциал определяется по формуле:

б) Газовый электрод в качестве одного из компонентов электродной пары содержит газ (H₂, Cl₂ и др.), адсорбированный на химически инертном проводнике первого рода (обычно платина, покрытая платиновой чернью). При контакте адсорбированного газа с раствором собственных ионов устанавливается равновесие. Для хлорного и водородного электродов это равновесие можно представить уравнениями:

Соответствующие им уравнения Нернста имеют вид:

Очевидно, что их электродный потенциал зависит от давления и активности (концентрации) ионов в растворе.

2. Редокс-электроды состоят из электрохимически инертного проводника (платины, графита и т. д.), погруженного в раствор, в котором находятся окисленная и восстановленная формы потенциалопределяющего вещества. Такой инертный проводник способствует передаче электронов от восстановителя к окислителю через внешнюю цепь. Примерами таких электродов могут служить редокс-электроды с ионами в различных степенях окисления: (Pt)Sn⁴⁺, Sn²⁺, (Pt)Fe³⁺, Fe²⁺.