Окислительно-восстановительные потенциалы
Электродные потенциалы полуэлементов часто называют окислительно-восстановительными потенциалами. Принято указывать окислительно-восстановительные потенциалы в виде восстановительных потенциалов. Это означает, что равновесные полу-реакции должны записываться так, чтобы восстановление было прямой реакцией:
Окисленные частицы + ze = Восстановленные частицы
Окислительно-восстановительный потенциал является мерой способности восстановительного процесса к самопроизвольному протеканию.
В табл. 10.5 указаны стандартные окислительно-восстановительные потенциалы для ряда нолуреакций. Их значения находятся в пределах от — 3 В до + 3 В. Чем положительнее окислительно-восстановительный потенциал, тем легче должно происходить восстановление. Чем менее положительным или более отрицательным является окислительно-восстановительный потенциал, тем легче должно происходить окисление.
ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА ХИМИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ ТОКА
Как мы уже указывали, химический источник тока состоит из двух полуэлементов. Каждый полуэлемент характеризуется собственным электродным потенциалом. Когда эти два полуэлемента соединены и замкнуты внешней цепью, происходят два важных явления.
Во-первых, в источнике тока начинает протекать окислительно-восстановительная реакция. Эта реакция представляет собой сумму двух полуреакций. В результате нарушается равновесие в каждом из двух полуэлементов.
По мере протекания окислительно-восстановительной реакции концентрация окисленных частиц в анодном полуэлементе возрастает. Одновременно с этим концентрация окисленных частиц в катодном полуэлементе уменьшается. В конце концов окислительно-восстановительная реакция достигнет положения равновесия. Когда это произойдет, батарея истощится.
Во-вторых, когда два полуэлемента соединены и замкнуты внешней цепью, в ней возникает электрический ток, который течет от отрицательного электрода-анода к положительному электроду катоду. Причиной возникновения электрического тока является разность потенциалов полу элементов. Во внешней цепи этот ток представляет собой поток электронов. В двух полуэлементах электрический ток переносится ионами. По мере протекания тока концентрация окисленных частиц возрастает, а концентрация восстановленных частиц уменьшается. Следовательно, разность потенциалов между двумя электродами уменьшается. Когда будет достигнуто равновесие, разность потенциалов между двумя электродами (полуэлементами) станет равной нулю.
Максимальное значение разности потенциалов между двумя электродами называется электродвижущей силой (э.д.с.) химического источника тока. Это значение разности потенциалов гальванический элемент имеет в тот момент, когда он еще не использован для получения тока. Ниже будет рассказано, как можно определить э.д.с. гальванического элемента. Под стандартной э.д.с. химического источника тока Е° понимают его э.д.с. при стандартных условиях, указанных выше.
Оглавление: