Вопрос № 21. Электродный потенциал и его определяющие факторы. Уравнение Нернста

При погружении металлического стержня в р-р происходит переход положительно заряженных ионов металла в р-р. В металле остаются избыточные свободные электроны, т.е. на границе раздела 2-х фаз возникает двойной электродный слой, электрическое поле в к-ом препятствует дальнейшему растворению металла в воде. В результате нарушения условия электронейтральности и возникновения на границе раздела разности потенциалов ионы металла в растворе не диффунди­руют в его объем, а скапливаются в тонком приповерхностном слое раствора. Образующийся раствор, состоящий из гидратированных катионов металла (поверхностный р-р), является практически двумер­ным образованием и концентрация этого р-ра может достигать значи­тель­ной величины при общей малой растворимости металлов в воде. Для всех металлов, погруженных в воду, характерен одинаковый механизм образования двойного электрического слоя: металлический электрод заряжается отрицательно, а в поверхностном растворе концентрируются гидротированные положительные ионы металла.

Величина скачка потенциала прежде всего определяется природой металла. Поэтому для сравнения электродных потенциалов необходимо выбрать некоторые стандартные условия. Обычно сравнение произво­дят при стандартной температуре 25°С (298 К), давлении 1,013-10⁵ Па и в растворе с активностью одноименного иона, равной единице (в 1М растворе). Абсолютное значение электродного потенциала измерить невозможно, поскольку введение любых измерительных зондов неизбежно приводит к появлению новой контактной разности потенциалов. В связи с этим измеряют разность потенциалов между данным электродом и некоторым электродом сравнения, потенциал которого условно принимают равным нулю.

Очевидно, что чем выше концентрация соли в растворе, тем меньшей должна быть величина скачка потенциала на границе металл — раствор. Таким образом, она зависит от концентрации раствора. Кроме того, эта величина зависит от температуры. Данная зависимость выражается уравнением Нернста:

Е = Е° + (RT/nF)*ln(c/c°), где Е° - ЭДС элемента при стандартных условиях n – число эл-нов, принимаемых или отдаваемых в-вом, F = 96485 Кл/моль – постоянная Фарадея Þ при с = c° (стандартные условия) электродный потенциал = стандартному потенциалу Е = Е°. При росте конценрации по сравнению со стандартной (с > c°) электрод­ный потенциал увеличивается (становится более положительным). Также действует и увеличение температуры. При с < c° ln(c/c°)<0 и электродный потенциал становится меньше стандарт­ного значения.