Скачок потенциала на границе металл—раствор его соли

Механизм возникновения скачка потенциала на границе металл-электролит за счет окисления и восстановления самого металла, находящегося в растворе своей соли (см. рис. 106, в и г), может быть представлен следующим образом. Находящиеся на поверх- [c.151]

Возникновение скачка потенциала на границе раздела фаз вызывается различными причинами, зависящими от природы граничащих фаз. Одной из наиболее общих причин будет обмен заряженными частицами. В момент появления контакта между фазами он протекает преимущественно в каком-либо одном направлении, в результате чего создается избыток частиц данного знака заряда по одну сторону границы раздела и их недостаток по другую. Такой нескомпенсированный обмен приводит к созданию двойного электрического слоя, а следовательно, к появлению разности потенциалов. Последняя в свою очередь будет влиять на кинетику обмена, выравнивая скорости перехода заряженных частиц в обоих направлениях. По мере увеличения разности потенциалов наступит момент, когда уже не будет больше преимущественного перехода частиц из одной фазы в другую, и скорости их перехода в обоих направлениях станут одинаковыми. Такое значение скачка потенциала отвечает равновесию между фазами, при котором электрохимические потенциалы заряженных частиц в обеих фазах равны. Заряженными частицами, принимающими участие в обмене между фазами, могут быть положительные и отрицательные ионы, а также электроны. Какие именно частицы переходят из одной фазы в другую и тем самым обусловливают возникновение скачка потенциала, определяется природой граничащих фаз. На границах металл — вакуум или металл 1 —металл 2 такими частицами являются обычно электроны. При создании границы металл — раствор соли металла в обмене участвуют катионы металла. Скачок потенциала на границах стекло — раствор, а также ионообменная смола — раствор появляется в результате обмена, в котором участвуют два сорта одноименно заряженных ионов. На границах стекло—раствор и катионитная смола — раствор такими ионами являются ионы щелочного металла и водорода на границе анионитная смола — раствор — ион гидроксила и какой-либо другой анион. При контакте двух не смешивающихся жидкостей, каждая из которых содержит в растворенном виде один и тот же электролит, потенциал возникает за счет неэквивалентного перехода обоих ионов электролита из одной фазы в другую подобно тому, как образуется диффузионный потенциал. Следовательно, оба потенциала — и фазовый жидкостный, и диффузионный —не являются равновесными. [c.204]

Скачок потенциала на границе металл раствор его соли [c.216]

Если пластинку из металла погруз ть в раствор его соли, то на границе раздела фаз возникает двойной электрический слой. Образовавшаяся пограничная разность потенциалов получила название электродного потенциала. Математическая зависимость между величиной скачка потенциала на границе соприкосновения металла и раствора и концентрацией (точнее, активностью) ионов этого металла в растворе выражается следующим уравнением [c.120]

Таким образом, величина и знак скачка потенциала на границе металл — раствор соли зависят от природы металла, активности ионов в растворе и температуры. Поэтому металл может заряжаться относительно раствора как положительно, так и отрицательно. При концентрациях растворов, используемых в элементе Даниэля (1 М), цинковая пластинка заряжается отрицательно, а медная — положительно (в последнем случае часть ионов из раствора переходит на металл и около поверхности пластины имеется некоторое избыточное количество анионов). Но если очень сильно уменьшить концентрацию ионов меди в растворе, например, связав в комплексы путем добавления K N, то знаки заряда электродов изменятся на противоположные. В этом случае при работе элемента окисляться будет медь, а восстанавливаться — ионы Zn +. [c.217]

Ранее был рассмотрен вопрос об условиях возникновения двойного электрического слоя на границе металл — вода или металл — раствор соли, содержащей ионы, одноименные с металлом ( 155). После установления равновесия в такой системе можно всегда констатировать наличие скачка потенциала между заряженной поверхностью металла и жидкостью. Этот скачок потенциала обозначим буквой ф. Его называют термодинамическим потенциалом. [c.322]

Рис. 11.14. Возникновение скачка потенциала на границе раздела металл — раствор его соли

СКАЧОК ПОТЕНЦИАЛА НА ГРАНИЦЕ МЕТАЛЛ — РАСТВОР ЕГО СОЛИ [c.179]

Отрицательный электрод (анод) принято писать слева. Разность потенциалов гальванического элемента определяется суммой четырех скачков потенциала. Цифры на схеме указывают границы раздела фаз, на которых имеют место соответствующие скачки потенциала 1 — контактный потенциал 2 и 4 — скачки потенциала на границе металл — раствор его соли 3 — диффузионный потенциал. Наибольший интерес представляют скачки потенциала на границе металл — раствор его соли. [c.216]

Для скачка потенциала на границе металл — раствор соли химический потенциал иона в металле ( ii") можно считать постоянным [c.216]

В случае активных металлов (Zn, Fe, d) более вероятен процесс отрыва от поверхности металла положительных ионов, которые взаимодействуют с полярными молекулами воды и в гидратированном состоянии переходят в окружающий раствор. Таким образом, если погрузить в воду или раствор соли пластинки железа, цинка, магния, то окажется, что на их поверхности возникает отрицательный заряд (рис. 53, а). По мере перехода ионов в раствор отрицательный заряд металла и соответственно скачок потенциала на границе металл — раствор электролита растут. Количество ионов в растворе увеличивается и начинает затруднять дальнейшее растворение металла устанавливается подвижное равновесие. Добавление в раствор какой-либо соли, содержащей одноименные ионы, [c.152]

До сих пор были рассмотрены электрические явления на границе разнородных фаз, в частности металла и раствора его соли, и показано, что образование двойного электрического слоя на этой границе приводит к возникновению скачка потенциала (или межфазной разности потенциалов). [c.49]

При соприкосновении двух химически или физически разнородных материалов между ними возникает разность потенциалов. Наибольший интерес представляют контакты проводников металл (1) —металл (2), металл — раствор соли металла, раствор электролита (1)—раствор электролита (2) и т. д. (рис. 11.10). Изменение потенциала при переходе через границу происходит резко,, поэтому говорят, что имеет место скачок потенциала [c.464]

В настоящее время не существует методов измерения абсолютного потенциала и приходится применять метод сравнения измеряемого потенциала с некоторым постоянным потенциалом, возникающим на поверхности какого-либо металла, погруженного в раствор собственной соли. Стандартным потенциалом обычно является потенциал нормального водородного электрода [1]. Для применения в полевых условиях этот электрод неудобен, и поэтому для этих целей используют другие электроды — обычно медносульфатный электрод различных конструкций. Все эти конструкции различаются материалом деталей и размерами, однако для всех них остается общим создание скачка потенциала на границе чистой меди и насыщенного раствора медного купороса. [c.226]

Если металл находится в растворе одноименных ионов с постоянной концентрацией, величина полного скачка потенциала на границе металл — раствор независимо от присутствия каких-либо посторонних ионов, например добавленной к электролиту нейтральной соли, будет одной и той же. Однако соотношение между потенциалами в плотной части двойного слоя -ф и потенциалом я] меняется в зависимости от общей ионной концентрации. Чем выше эта концентрация, тем меньше Рис. 31 иллюстрирует это влияние общей ионной концентрации электролита на -потенциал при постоянстве концентрации собственных ионов металла в растворе. [c.43]

Надо иметь в виду, что в момент погружения металла в раствор его соли равновесия между металлом и ионами в растворе еще нет. Оно достигается через некоторое время. В зависимости от химического сродства металла к раствору в начальный момент будет наблюдаться преимущественный переход катионов из металла в раствор или катионов из раствора на металл. В первом случае металл будет заряжаться отрицательно, а во втором — положительно. В обоих случаях на границе металл — раствор будет возникать двойной электрический слой и скачок электрического потенциала, который уменьшает скорость прямого перехода и увеличивает скорость обратного перехода. В итоге скорости катодной и анодной реакций достигнут значения г о и установится предельное значение скачка потенциала на границе, характеризующего химическое сродство металла к раствору. Таким образом, каждой равновесной электродной реакции соответствует свое значение скачка потенциала на границе раздела фаз. [c.180]

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 и ряда других факторов. Но прежде всего она 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-Ю 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. В качестве стандартного электрода сравнения используют так называемый стандартный водородный электрод . Электрод изготовляют из губчатой платины с сильно развитой поверхностью (платиновая чернь) и погружают в раствор кислоты с активностью ионов водорода, равной 1 моль/л. Через раствор пропускают газообразный водород под давлением 1,013Па, который адсорбируется платиной . Электродные потенциалы, измеренные по отношению к водородному электроду в стандартных условиях, называются стап-дартными электродными потепциалами. В зависимости от величины и знака [c.175]

Рассмотрим теперь скачок потенциала на границе металла и раствора его соли. Если опустить металл в раствор его соли и металл будет сначала растворяться, то он зарядится отрицатель- [c.367]

Ошибка, вносимая поляризацией в результаты измерения при использовании обычного стального электрода, может достигать нескольких десятых вольта. Поэтому необходимо, чтобы потенциал электрода сравнения в течение измерений на любом участке подзем-, ного сооружения оставался постоянным. Таким свойством обладают стандартные электроды сравнения, например медно-сульфатные. Принцип действия неполяризующегося электрода заключается в том, что его контакт с грунтом (электролитом) осуществляется не только непосредственно, но и через раствор соли того металла, из которого изготовлен электрод. Медно-сульфатный электрод сравнения состоит из стержня красной меди, помещенного в водный насыщенный раствор медного купороса СиЗО , который отделяется от грунта пористой перегородкой. Раствор медного купороса просачивается через пористую перегородку и смачивает ее внешнюю поверхность, создавая надежный гальванический контакт между медным электродом и грунтом. Для данного электрода сравнения постоянный скачок потенциала, возникающий на границе медь - насыщенный раствор сульфата меди, сравнивается со скачком потенциала на границе защищаемого стального сооружения и окружающего грунта (электролита) с помощью приборов. Приборы подключаются к медно-сульфатному электроду (ЭН-1, НМСЭ-58, МЭП-АКХ, МЭСД-АКХ) проводами, присоединяемыми к медному стержню с помощью специальной клеммы. На рис. 4.12 [c.70]

В гл. 6 было рассмотрено возникновение скачка электрического потенциала на границе электрода с раствором и строение ионной обкладки электрода— двойного электрического слоя, образуемого при погружении металлического электрода в раствор соли металла электрода. [c.100]

Выражение, стоящее в скобках, как это следует из (3.5), соответствует гальвани-потенциалу на границе металла M j и Mej. Таким образом, э. д. с. нашей цепи определяется суммой трех скачков потенциала на границе металла Mej и раствора его солн, металла Mej и раствора соли Ме,Х и, наконец, на границе двух металлов Mej н Мег- Но тот же самый результат был найден и непосредственным путем при рассмотрении цепи (3.9). Оба вьфажения э. д. с. цепи (3.12) и (3.14) оказались тождественными, но в то же время между ними существует очень большое различие. [c.58]

Таким образом, э.д. с. цепи (2.7) равна сумме трёх скачков потенциала на границе металла М1 и раствора его соли, металла Мг и раствора соли МзА и, наконец, на границе двух металлов М1 и Мг. [c.26]

Скачок потенциала, возникающий на границе раздела металл — раствор его соли, называется электродным потенциалом <рм- [c.469]

Величина потенциала на границе фаз. Граница раздела двух фаз всегда является местом возникновения скачка потенциала. Соприкасается ли металлический проводник с раствором соли того же металла или же соприкасаются два диэлектрика — обе соприкасающиеся фазы заряжаются разноименными электрическими зарядами. Между фазами возникает таким образом разность, или скачок, потенциала и 0 0 образуется вследствие этого двой- [c.166]

Скачок потенциала на границе. цинк—жидкость достигает максимальной величины, когда металл погружен в чистую воду. Иная картина наблюдается, если данный металл поместить не в чистую воду, а в раствор своей соли (например, цинковую пластинку опустить в раствор 2п504). В этом случае состояние равновесия поверхностного растворения металла сместится повышение концентрации катионов цинка в растворе усиливает процесс осаждения ионов из раствора на металл. В результате равновесие устанавливается при меньшей разности потенциалов на границе металл—раствор. [c.178]

Как было уже указано, общий скачок потенциала Е на границе раздела металла и раствора его соли равен сумме потенциала неподвижного слоя гр и электрокинетического потенциала Величина потенциала Е определяется по известному уравнению Нернста [c.409]

Если испытываемой полупарой является металл, погруженный в раствор своей соли, то роль электрода выполняет сам металл, к которому подсоединяется проводник электронов. Если обе формы (восстановленная и окисленная) испытываемой полупары являются растворенными веществами, то в такой раствор опускается инертный электрод (платина, графит), на границе которого возникает скачок окислительно-восстановительного потенциала. [c.268]

Ид йз самой запйсй, пofeнцйaл, йбзнйкающии на поверхности раздела угольIсерная кислота, в общей цепи встречается дважды и притом с противоположными знаками. Можно мысленно удалить оба угольных электрода, тогда на их месте в цепи возникает граница раздела раствор [раствор. В этом случае э. д. с. всей гальванической цепи также будет складываться из суммы трех потенциалов двух потенциалов, возникающих на поверхности раздела фаз металл I раствор, и одного — на границе раздела раствор II раствор II. Внутри растворов солей (при одинаковых их концентрациях) и внутри металлической фазы скачка потенциалов не возникает. Тот скачок потенциала, который возникает на границе раздела растворов (так называемый диффузионный потенциал), имеет в общем сравнительно малую величину. Напомним, что возникновение этого скачка потенциалов обусловлено тем, чта различные ионы обладают неодинаковой подвижностью в растворе. [c.135]

Стандартным электродным потенциалом ф называют скачок потенциала на границе раздела металл — раствор его соли с активностью ионов М , равной I. [c.471]

Скачок потенциала на границе металла и раствора. Если металлическую пластинку погрузить в воду, то некоторое количество ионов металла с поверхности пластинки перейдет в раствор. Раствор при этом заряжается положительно, а пластинка заряжается отрицательно за счет электронов, остающихся на поверхности металла. Способность ионов металла переходить в раствор определяется природой данного металла, и у различных металлов она неодина -ва. Если металлы погружаются в растворы своих солей с одноименными ионами, то в некоторых случаях ионы металла из раствора осаждаются на пластинке и пластинка заряжается положительно, а раствор отрицательно. В других случаях ионы металла из пластинки переходят в раствор, и пластинка металла заряжается отрицательно, а раствор положительно. [c.294]

Обычно к электродам второго рода относят такие, как Ag Ag l, Hg Hg2 l2 и др., характеризуемые малой растворимостью соли. Действительно, при малой растворимости соли уже ничтожные количества ее обусловливают образование насыщенного раствора. Но можно получить такой же электрод второго рода, используя насыщенные растворы солей, обладающих значительной растворимостью. В последнем случае зависимость между активностью катиона и аниона труднее поддается расчету, ибо нет достаточно удовлетворительной количественной теории крепких растворов. Межионное взаимодействие у таких растворов весьма сложно, и простые зависимости, пригодные для рассмотрения растворов разбавленных, могут привести к результатам, количественно не совпадающим с данными опыта. Но это обстоятельство касается всех явлений в крепких растворах, а но только возникновения скачка потенциала на границе металл — раствор. Поэтому к электродам второго рода надо [c.281]

Простейший электронообменный электрод представляет собой металлическую пластинку, погруженную в раствор или расплав электролита. Такой электрод схематически обозначают МХ М (где М —металл МХ —соль металла). Вертикальная черта показывает границу раздела, на которой может возникать скачок потенциала. В соответствии с международным соглашением в Стокгольме (1953 г.), электролит указывают слева, а металл — справа. Если концы пластинки металла погружены в два раствора электролита (находящихся в разных сосудах), то такой электрод называют биполярным. Он схематически обозначается МХ(тО М1МХ(/П2) (где /пь/Пг —моляльная концентрация соли в растворах). [c.44]

При погружении металла в раствор его соли с осмотическим давлением р на границе металла с жидкостью образуется скачок потенциала. Величина этого электротермодина-мического потенциала е подчиняется уравнению Нернста, выведенному на основании термодинамических предпосылок [c.195]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология