Измерение электродвижущей силы и электродного потенциала

Под потенциометрией понимается ряд методов анализа и определения физико-химических характеристик электролитов и химических реакций, основанных на измерении электродных потенциалов и электродвижущих сил гальванических элементов. Потенциометрические измерения являются наиболее надежными при изучении констант равновесия электродных реакций, термодинамических характеристик реакций, протекающих в растворах, определении растворимости солей, коэффициентов активности ионов, pH растворов. Особенно общирное применение нашли потенциометрические измерения именно при определении pH, которое является важнейшей характеристикой жидких систем. Для этого используют электрохимическую цепь, составленную из электрода сравнения и индикаторного электрода, потенциал которого зависит от концентрации (активности) ионов Н (так называемые электроды с водородной функцией). К таким электродам относятся, например, рассмотренные ранее водородный и стеклянный электроды. [c.264]

Как известно из физической химии, скачок потенциала между двумя фазами не может быть измерен, но можно измерить компенсационным методом электродвижущую силу элемента, составленного из исследуемого электрода (например, металла в электролите) и электрода, потенциал которого условно принят за нуль. Таким электродом служит стандартный водородный электрод, а электродвижущую силу гальванического элемента, составленного из стандартного водородного электрода и из исследуемого электрода, принято называть электродным потенциалом, в частности электродным потенциалом металла. [c.150]

Скачки потенциалов на границах фаз 365 2. Электродвижущая сила гальванического элемента 368 3. Типы электродов 371 4. Стандартные электродные потенциалы и правило знаков 373 5. Концентрационные элементы. Диффузионный потенциал 375 6. Зависимость ЭДС от температуры 377 7. Измерение некоторых физико-химических величин методом ЭДС 380 8. Электродные процессы 382" [c.400]

Можно измерить лишь сумму напряжений Гальвани в виде электродвижущей силы (э.д.с.) или, лучше сказать, напряжение гальванической ячейки [7—9], представляющей собой систему двух электродов с контактирующими электролитными растворами (разд. 4.2). При применении в качестве одного из электродов или полуэлемента водородного электрода, стандартный потенциал которого условно принят равным нулю, измеренная э.д.с. соответствует относительной величине потенциала данной системы э.д.с. в этом случае называют электродным потенциалом Е. В соответствии с этим уравнение Нернста принимает следующий вид [c.98]

Для измерения относительного электродного потенциала какого-либо металла составляют гальванический элемент из стандартного водородного электроде и нз исследуемого металлического электрода, погруженного в раствор, содержащий 1 моль/л ионов данного металла измеряют электродвижущую силу составленного элемента и, взяв полученное значение ее с обратным знаком, вычисляют электродный потенциал металла (если исследуемый металл является в составленном элементе анодом). Установка для определения электродных потенциалов металлов с помощью водородного электрода показана на рис. 29. Для внешней цепи водородный электрод будет положительным полюсом, если в паре с ним находится электрод из активного металла, и отрицательным, если в паре с ним находится электрод из неактивного (благородного) металла. [c.205]

ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ И ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА [c.139]

Электродвижущая сила (ЭДС) и электродный потенциал являются важнейшими понятиями электрохимии. ЭДС — это разность потенциалов ф между двумя электродами. Для измерения ЭДС гальванических элементов один из электродов выбирается за стандартный, т. е. электрод сравнения. [c.286]

Так как измерения электродвижущих сил элементов этого тина в случае разбавленных растворов недостаточно точны для выполнения надежной экстраполяции, то для вычисления стандартного электродного потенциала были использованы значения у , полученные путем измерения электродвижущих сил элементов с электродами сульфат свинца-двуокись свинца. Значения при концентрациях 0,05 0,07 и 0,1 М, а также величины Б подставлялись в уравнение (30), после чего можно было вычислять Е" для каждой концентрации. Средние значения, полученные из трех определений, приведены в табл. 100. Полученные результаты можно выразить с точностью [c.411]

Прямое измерение электродных потенциалов отдельных металлов практически не осуществимо. Поэтому принято измерять разность потенциалов между двумя различными металлическими электродами, погруженными в растворы соответствующих солей, т. е. определять, насколько потенциал одного металла больше или меньше потенциала другого металла. Не представляет сложности два электрода соединить при помощи электронного проводника в один гальванический элемент и определить измерителем тока электродвижущую силу (э.д.с.) или напряжение этой цепи. Измерение электродвижущей силы этого элемента позволяет характеризовать величину потенциала одного электрода по отношению к [c.17]

Практические определения сводятся к измерению электродвижущей силы Е гальванического элемента, составленного из двух полуэлементов один полуэлемент включает нормальный водородный электрод, другой — электрод, относительный потенциал которого определяется (рис. 41). Условились направление электродного потенциала считать от электрода к раствору. Так как Е всегда положительна, то возможны два случая [c.166]

Электродный потенциал представляет собой фактически дискретную разность потенциалов между поверхностью электрода и объемом раствора, окружающего электрод. Абсолютное значение этой разности потенциалов между двумя различными фазами (т. е. потенциал отдельного электрода или потенциал полуреакции) с трудом поддается непосредственному измерению. Для всех методов измерения необходимо замыкание электрической цепи следовательно, возникает вторая поверхность раздела электрод — раствор. Таким образом, эти измерения дают разность между двумя разностями потенциалов на двух поверхностях раздела и есть не что иное, как измерение электродвижущей силы в ячейке. Поэтому электродный потенциал выражается измеренной разностью потенциалов между рассматриваемым электродом и произвольно выбранным стандартом. [c.14]

Если пластинку металла, погруженную в раствор его соли с концентрацией ионов металла, равной 1 моль/л, соединить со стандартным водородным электродом, то получится гальванический элемент. Электродвижущая сила этого элемента (ЭДС), измеренная при 25 °С, и характеризует стандартный электродный потенциал металла. [c.80]

В действительности мы пойдем даже дальше этого. Будем все время измерять разность потенциалов. между клем.мами, состоящими из платины, н эту разность возьмем как разность потенциалов эле.мента. В таком случае во все измеряемые разности потенциалов элементов будет входить контактный потенциал АФ(М,Р1). Э. д. с. и электродные потенциалы. Разность потенциалов элемента, измеренная при равновесии (ток не протекает) и между платиновыми клеммами, называется электродвижущей силой элемента. 25 [c.387]

Измерение потенциала одного изолированного электрода неосуществимо, поэтому измеряют электродвижущую силу (э. д. с.) гальвани ческого элемента, состоящего из двух полуэлементов значение э. д с равно разности электродных потенциалов этих двух полуэлементов Если гальванические элементы составлять всегда с одним и тем же полу элементом, электродный потенциал которого имеет постоянное значение, и различными другими полуэлементами, то, измерив э. д. с., можно найти значения электродных потенциалов окислительно-восстановительных систем по отношению к потенциалу выбранного полуэлемента, служащего в данном случае электродом сравнения ( ср). [c.314]

Стандартные потенциалы. Нулевым потенциалом является потенциал стандартного водородного электрода с давлением Н2 101325 н/м и активностью в растворе, равной единице. Потенциал другого электрода равен электродвижущей силе элемента из этого электрода и стандартного водородного электрода в том же растворителе и при той же температуре. Если в рассматриваемом электроде активности всех участников электродной реакции равны единице, то измеренный таким образом потенциал называется стандартным потенциалом этого электрода. [c.690]

При измерении потенциала индикаторного электрода относительно постоянного потенциала электрода, находящегося в неизменном растворе (электрод сравнения), электродвижущая сила (э.д.с.) этой электродной пары будет определяться концентрацией ионов Л"+. [c.55]

При измерении электродных потенциалов потенциал жидкостной цепи может затруднять определение, создавая добавочную электродвижущую силу. [c.37]

Аналогичным образом проводят измерения потенциала второго полуэлемента. Затем составляют цепь из двух приготовленных полу-элементов. Оба полуэлемента опускают в стаканчик с насыщенным раствором хлористого калия и измеряют э. д. с. полученной цепи. Зная потенциалы отдельных электродов и э. д. с. полной химической цепи, проверяют закон суммирования электродвижущей силы элемента из отдельных электродных потенциалов. [c.104]

Всякий гальванический элемент содержит не менее двух соприкасающихся между собой растворов, которые отличаются в одних случаях составом, в других случаях — концентрацией растворенного вещества. На границе соприкосновения этих растворов возникают диффузионные потенциалы, которые оказывают влияние на величину электродвижущей силы элемента. Хотя величина диффузионных потенциалов незначительна и, как правило, не превышает 0,03 в, все же для получения более точных результатов при измерении э. д. с. элементов стремятся снизить диффузионные потенциалы до нескольких милливольт. С этой целью между растворами, в которые погружены электроды, помещают промежуточный раствор такого электролита, у которого подвижности катиона и аниона мало отличаются между собой. Одним из таких электролитов является КС1, который обычно и применяется в практике в виде насыщенного раствора. Когда насыщенный раствор КС1 соприкасается с электродными растворами, концентрация которых значительно меньше, то ионы калия и хлора диффундируют в электродный раствор. Так как их подвижности близки между собой (см. табл. 3), величина возникающего диффузионного потенциала незначительна и ею можно в большинстве случаев пренебречь. [c.115]

При измерении электродных потенциалов металлов определяют электродвижущую силу гальванического элемента, в котором потенциал одного электрода (стандартного) известен. [c.28]

Если пластинку металла, погруженную в раствор его соли, содержащей 1 г-ион в 1л (точнее, с активностью ионов =1), соединить электролитическим ключом со стандартным водородным электродом, то получится гальванический элемент, электродвижущую силу которого легко измерить. Она и будет величиной стандартного электродного потенциала при температуре измерения (так как стандартный потенциал водородного электрода условно принят равным нулю). Стандартный электродный потенциал будем обозначать буквой Е°. [c.159]

Потенциометрический метод определения pH. Активную концентрацию ионов водорода и pH точно определяют потенциометрически. В основу метода положено измерение электродвижущей силы (а. д. с.) концентрационной цепи, состоящей из двух электродов. Потенциал Е любого электрода можно вычислить по формуле Нерн-ста, зная нормальный электродный потенциал о, валентность п (число электронов, теряемых атомом металла при переходе в ион) и концентрацию а ионов в растворе [c.54]

В табл. II приведены измеренные значения электродвижущих сил и значения Е нри различных моляльностях, а на рис. 14-4 показан график зависимости Е от т. Экстраполированное значение равно 0,2224 е. Это — электродвижущая сила, которую будет давать элемент с соляной кислотой, имеющей активность, равную единице, и она является также численным значением стандартного электродного потенциала серебряно- [c.424]

Потенциометр для измерения электродных потенциалов на структурных составляющих должен отбирать минимальный ток от измеряемой системы. Такое требование вызывается следующим. Так ка к череа электроды в момент включения может протекать некоторый ток, то, несмотря на кратковременность включения, при компенсации неизвестной электродвижущей силы в этом случае измеряемый потенциал может в результате поляризации электрода несколько измениться. Чем больше плотность тока, протекающего через электрод, потенциал которого необходимо определить, тем больше будет изменение потенциала электрода. Следовательно, измерение электродных потенциалов структурных составляющих, площадь которых столь мала, что и небольшой ток будет вызывать значительную поляризацию электрода, необходимо произво дить потенциометром, отбирающим от измерительной системы мини мальный ток. Кроме того, потенциометр должен обладать высоко чувствительностью, обеспечивающей возможность снятия отсчета с точ ностью до 1,0—0,1 мв. Высокая чувствительность потенциометра совер шенно необходима, так как разность потенциалов между структурными составляющими сплава может быть очень небольшой. Чувствительность потенциометра не должна изменяться при подключении к нему систем с большим внутренним сопротивлением (порядка десятков мгом). [c.12]

Уравнение (3-62) описывает реакцию, протекающую на одном электроде. Электрохимический элемент имеет два электрода, и полная реакция является суммой двух полуреакций. Электродный потенциал данной полуреакцин определяется путем измерения электродвижущей силы, создаваемой элементом, в котором одна из полуреакций протекает на стандартном электроде с известным потенциалом. На рис. 3-3 схематически изображена экспериментальная система для измерения электродного потенциала. Стандартный водородный электрод представляет собой платиновый стержень, заключенный в стеклянную трубку, через которую подается газообразный водород под давлением 1 атм. Электрод погружен в раствор, содержащий ионы водорода с единично активностью (ан =1). Потенциал этого электрода условно принят за нуль. На практике в качестве стандартного электрода чаще всего используют каломельный или какой-либо другой электрод с точно известным, постоянным потенциалом. Цепь между растворами, куда погружены электроды, замыкается с помощью мостика, заполненного электролитом. В исследуемом полуэлементе на поверхности другого электрода (чаще всего платинового) протекает реакция, описываемая уравнением (3-62). Разность потенциалов между двумя электродами регулируется потенциометром. Вычитая из зтсй разности потенциалов потенциал стандартного электрода, получают электродный потенциал исследуемой окислительно-восстановительной пары. Важно, чтобы интересующая нас электродная реакция была полностью обратима. Передвигая движок потенциометра таким образом, чтобы электродвижущая сила (э. д. с.) исследуемой системы была точно уравновешена внешним [c.229]

Практически устранение диффузионного потенциала, которое достигается в элементе IV путем уменьшения величин ж гпц, можно сделать абсолютно полным, если найти предельную величину некоторой функции от Е и от концентраций при стремлении значений ж к нулю как к своему пределу 1. Экспериментальное определение этой предельной величины заключается в измерении электродвижущих сил ряда элементов, содержащих растворы переменного состава, но с постоянной ионной силой, что достигается добавлением электролита, который не участвует в электродных реакциях [35]. При экстраполяции до нулевых концентраций тех ионов, которые имеются лишь в одном из соприкасающихся растворов, диффузионный потенциал исчезает. Условия экстрапо.пяции были проанализированы Оуэном и Бринкли [34в]. Влияние инертного электролита исключается путем последующей экстраполяции до нулевой ионной силы. Данный метод можно проиллюстрировать на примере следующего элемента [c.307]

НлО+ -1-е-=Н-1-Н20 Если пластинку металла, погруженную в раствор его соли с активностью ионов, равной единице, соединить со стандартным водородным электродом, как показано на рис. 62, то получится гальванический элемент (электрохимическая цепь), электродвижущую силу (ЭДС) которого легко измерить. ЭДС, измеренная при 25 °С, и будет величиной стандартного электродного потенциала металла. Стандартный электродньсй потенциал обычно обозначают Е°. [c.230]

Измеряемая электродвижущая сила элемента равна разности потенциалов исследуемого электрода и электрода сравнения. Если в качестве электрода сравнения взят стандартный водородный электрод, потенциал которого принят за нуль, то потенциал исследуемого электрода будет равен электродвижущей силе составленного элемента. Однако несмотря на простоту вычисления электродных потенциалов таким способом, стандартный водородный электрод редко применяют в качестве электрода сравнения. Для его изготовления необходимы специальные ус- ловия — химически чистый водород, строго определенное парциальное давление, постоянная скорость подачи водорода на поверхность платины. Все это делает водородный электрод громоздким и неудобным для электрохимических измерений. Поэтому ча ще применяют более простые электроды сравненияз каломельный и хлорсеребряный, обладающие устойчивым потенциалом. [c.141]

Электродвижущая сила двойного электрического слоя не поддается прямому измерению и вместо нее рассматривают э. д. с. элемента, один электрод которого изготовлен из исследуемого металла, а вторым служит стандартный водородный электрод, э. д. с. которого условно принимается равной нулю. Электродвижущую оилу такого эле.мента Е называют электродным потенциалом. Так как для стандартного водородного электрода э, д. с. = 0, то э. д. с. элемента по величине и знаку равна э. д. с. исследуемого металла Е=Уже-Через число Фарадея Р э. д. с. связана с изменением термодина.ми-ческого потенциала реакции AZ соотношением [c.231]

Для определения величины электродного потенциала металла измеряют разность между потенциалами двух электродов, т. е. электродвижущую силу элемента, причем потенциал одного электрода известен. В качестве такого электрода можно применить так называемый стандартный (нормальный) водородный электрод, потенциал которого условно равен нулюИзмерения большей частью производят не по отношению к водородному электроду, а к другим более удобным в пользовании (потенциал которых измерен по отношению к водородному электроду), так называемых электродов сравнения. [c.29]

Поскольку непосредственное измерение абсолютных потенциалов на электродах не удается, условились определять электродные потенциалы по отношению к нормальному водородному электроду, потенциал которого принят равным нулю. Учитывая, что каждый гальванический элемент состоит из двух полу элементов, для экспериментального определения потенциала исследуемой пары (например, Zn/Zn2+ и т. д.) берут дополнительно полуэле-мент с водородным электродом и определяют электродвижущую силу этого гальванического элемента. Таким образом, получают относительные данные о силе различных восстановителей и окислителей. [c.118]