Стандартные потенциалы некоторых металлов

Для второго из выбранных объектов, т. е. для железа, стандартный электродный потенциал равен —0,44 В. Поэтому здесь, так же как и в случае цинка, следует считаться с реакцией выделения водорода, и, следовательно, условия стационарности будут заданы уравнением (24.2). Однако в отличие от цинка здесь совершенно иное соотношение токов обмена металла и водорода. Ток обмена железа имеет порядок 10 з А-см- , а для водорода на железном электроде в кислых растворах он достигает А-см 2. Можно ожидать поэтому, что стационарный потенциал железа в условиях кислотной коррозии должен заметно отличаться от его обратимого потенциала он будет смещен в сторону положительных значений, г. е. в направлении равновесного потенциала водородного электрода. Этот вывод согласуется с экспериментальными данными и находит дополнительное подтверждение в том, что железо ведет себя в некоторых интервалах pH подобно водородному электроду. Скорость коррозии железа также можно вычислить, если только известны его стационарный потенциал и перенапряжение водорода на нем. [c.493]

Металлы, обладающие более отрицательным стандартным электродным потенциалом, могут быть использованы для вытеснения (восстановления) металлов с более положительным стандартным электродным потенциалом из водных растворов их солей. Отсюда следует, что все металлы, стандартный электродный потенциал которых отрицателен, могут вытеснять водород из водных растворов кислот, а в некоторых случаях — и из воды. Металлы, стандартный электродный потенциал которых положителен, не вытесняют водород из водных растворов кислот. В некоторых случаях такие металлы обладают особой химической инертностью н противостоят даже воздействию сильных окислителей. [c.237]

В методе внутреннего электролиза внешнего источника тока не требуется. Здесь используется способность металлов с более положительным электродным потенциалом выделяться в свободном виде из растворов их солей под действием металлов с меньшим значением стандартного потенциала (менее благородного). Пластинка менее благородного металла, являющаяся анодом, соединяется с платиновым катодом и, таким образом, выделение анализируемого благородного металла происходит на платине. При небольшом содержании определяемого элемента осаждение металла на платиновом катоде происходит без каких-либо осложнений, но при больших концентрациях наряду с осаждением на катоде может происходить некоторое выделение металла на аноде. Чтобы исключить этот процесс, анод покрывают тонкой пленкой из коллодия или катодное и анодное пространство разделяют пористой перегородкой. [c.250]

Отсутствие надежных данных по кислородному перенапряжению объясняется сложностью процесса анодного образования кислорода и почти неизбежным наложением на него побочных и вторичных реакций. Прежде всего необходимо напомнить, что обратимый кислородный электрод экспериментально реализовать чрезвычайно сложно, и, следовательно, входящая в уравнение (20.5) величина не определяется опытным путем. Ее обычно рассчитывают теоретически. Для выделения газообразного кислорода из растворов кислот необходимо, чтобы потенциал анода был более положительным, чем равновесный потенциал кислородного электрода ( + 1,23 В при ан = 1 и 25° С), на величину кислородного перенапряжения, отвечающую данной плотности тока. Однако еще до достижения такого высокого положительного потенциала больщинство металлов термодинамически неустойчивы, и вместо реакции выделения кислорода идет процесс их анодного растворения или окисления. Для изучения кинетики выделения кислорода из кислых сред можно использовать поэтому только металлы платиновой группы и золото (стандартные потенциалы которых ноложительнее потенциала кислородного электрода), а также некоторые другие металлы, защищенные от растворения в кислотах стойкими поверхностными оксидами. В щелочных растворах, где равновесный потенциал кислорода менее положителен (при аоп-= 1 и 25° С он составляет около +0,41 В), в качестве анодов применяют также металлы группы железа, кадмий и некоторые другие. Установлено, что в условиях выделения кислорода поверхность всех металлов, включая платину и золото, оказывается в большей или меньшей степени окисленной, и поэтому кислород выделяется обычно не на самом металле, а на его оксидах. [c.421]

Для характеристики термодинамической устойчивости электрохимических систем в водных растворах можно использовать диаграмму потенциал — pH (диаграмму электрохимической устойчивости воды). На диаграмме (рис. 3) приведены линии равновесного потенциала водородного (линия 1) и кислородного (линия 2) электродов, рассчитанные по уравнениям (1.5) и (1.6), и отмечены значения стандартных потенциалов некоторых металлов. Металлы, потенциалы которых расположены ниже линии 1, могут корродировать под действием окислителей Н+ (Н3О+) и растворенного О2, так как и тем более [c.15]

Стандартным или нормальным равновесным потенциалом металла называют потенциал при активности ионов данного металла в растворе, равной 1 г-ион/л. В табл. 1.2 приведены стандартные потенциалы некоторых металлов при 25 °С, рассчитанные из термодинамических данных. Значения стандартных электродных потенциалов являются относительными. Их определяют по сравнению с нормальным электродным потенциалом водорода (см. ниже), который условно принят равным нулю. [c.31]

Электродные потенциалы, возникающие при погружении металла в 1 н. раствор его соли при 25°С, называют стандартными или нормальными. В табл. 21 приведены стандартные потенциалы некоторых металлов. В первой графе таблицы приведена реакция, которая происходит на электроде и приводит к возникновению потенциала. [c.250]

Литий по химической активности уступает некоторым металлам, хотя значение его стандартного электродного потенциала наиболее отрицательное (Е1 =—3,01 в). Это обусловлено большой энергией гидратации иона что обеспечивает смещение равновесия [c.588]

Н. Н. Бекетовым (с. 259). Стандартный потенциал растворения является объективной мерой химической активности данного металла. Данные по нормальным или стандартным потенциалам растворения для некоторых металлов приведены в табл. 52. [c.272]

По химической активности литий уступает некоторым металлам. Его стандартный электродный потенциал имеет наиболее отрицательное значение (y>2gg = —3,05 В) по сравнению со всеми другими металлами. Это обусловлено большой энтальпией гидратации иона Li, что обеспечивает значительное смещение равновесия [c.529]

Если металл способен вытеснить из раствора водород в молекулярном виде, то потенциал металла Е имеет отрицательный знак, а если, наоборот, водород вытесняет металл, то знак Е — положительный. Значения стандартных электродных потенциалов Е в водных растворах при 25°С для некоторых металлов приведены в табл. 4. Из данных таблицы видно, какие из катионов будут электрохимически осаждаться на металлических поверхностях лабораторного оборудования. [c.21]

В качестве окислителей неактивных металлов используются также оксианионы некоторых неметаллов. В рамках данной книги невозможно остановиться на подробном рассмотрении действия каждого из оксианионов, и поэтому мы уделим внимание лишь одному из них—сульфат-иону. Сульфат-ион в 1 М растворе является слабым окислителем, как это показывает низкий стандартный потенциал полуреакции его восстановления [c.353]

В присутствии некоторых белковых остатков, окисляющихся на золоте при потенциалах выще 0,8 В и одновременно значительно ускоряющих растворение металла с поверхности электрода, равновесие Аич Аи+ + е реализуется при потенциалах, смещенных относительно стандартного потенциала пары Аи/Аи+ почти на 1 В в сторону менее положительных значений. При этом радикальные частицы, ионизирующие золото, сами восстанавливаются до исходных форм. Таким образом, реализуются условия жидкофазной каталитической реакции, имеющей электрохимический механизм общий процесс разделяется на две самостоятельные стадии, одна из которых включает переход электрона к реагенту (зо- лото) от катализатора (белковый остаток), а другая — переход электрона от реагента к катализатору, причем две эти парциальные реакции независимы друг от друга и могут быть локализованы в разных местах. [c.59]

Если активность ионов металла в растворе равна единице, то второй член уравнения Нернста превращается в нуль. Электродный потенциал при этом становится равным стандартному потенциалу. Таким образом стандартный электродный потенциал представляет собой частный случай равновесного потенциала. Значение стандартных потенциалов для некоторых металлов приведены в табл. 4.1. [c.70]

Последовательность металлов по возрастанию стандартного потенциала Е° (от больших отрицательных к большим положительным значениям) как раз и отвечает электрохимическому ряду напряжений (см. 8.2) такая последовательность называется рядом стандартных электродных потенциалов. Порядок расположения в этом ряду металлов основан на стандартных потенциалах конкретных пар М +/М , а для некоторых металлов таких пар может быть более одной (в табл. 20 пары с большими значениями Б° ука-ваны для сравнения в скобках). [c.215]

Исследования поляризации и перенапряжения на отдельных электродах имеют большое теоретическое и практическое значение. В технических электролизах в одних случаях приходится принимать меры для уменьшения химической и концентрационной поляризации (так как высокая поляризация при электролизе вызывает дополнительный расход электрической энергии на протекание процесса), в других,наоборот, стремятся увеличить поляризацию, например при электроосаждении металлов в гальванотехнике, так как это позволяет получить более высокого качества осадок металла. Если бы перенапряжение выделения водорода на цинке, кадмии, хроме, никеле и некоторых других металлах было бы низким, указанные металлы практически не удалось бы выделить из водных растворов, так как ток расходовался бы на выделение водорода (стандартные электродные потенциалы этих металлов более отрицательны, чем стандартный потенциал водородного электрода). [c.175]

В зависимости от химического состава, кристаллического строения, толщины окисной пленки и т. п. металл находится в активном или в пассивном состоянии. Термодинамические свойства активного металла характеризуются стандартным электродным потенциалом. Металл в пассивном Состоянии характеризуется наличием пленки, изолирующей его от воздействия Среды потенциал металла в этом случае облагораживается, сдвигается в сторону положительных значений коррозионная стойкость повышается. Ниже сравниваются значения потенциалов некоторых металлов в разбавленном (0,5 н.) растворе хлорида натрия [2, с. 181] со стандартными электродными потенциалами этих металлов в активном состоянии [c.16]

Для выделения газообразного кислорода из растворов кислот необходимо, чтобы потенциал анода был более положительным, чем равновесный потенциал кислородного электрода (+1,23 в при ЙН+ = 1), на величину кислородного перенапряжения, отвечающую данной плотности тока. Однако еще до достижения такого высокого положительного потенциала большинство металлов становится термодинамически неустойчивыми, и вместо реакции выделения кислорода идет процесс их анодного растворения. Для изучения кинетики выделения кислорода из кислых сред можно использовать поэтому только металлы платиновой группы и золото (стандартные потенциалы которых положительнее потенциала кислородного электрода), а также некоторые другие металлы, защищенные от растворения в кислотах стойкими поверхностными окислами. В щелочных растворах, где равновесный потенциал кислорода менее положителен (при аон- = 1 он составляет около +0,41 в), в качестве анодов применяют также металлы железной группы, кадмий и некоторые другие. Установлено, что в условиях выделения кислорода поверхность всех металлов, включая платину и золото, оказывается в большей или меньшей степени окисленной и поэтому кислород выделяется обычно не на самом металле, а на его окислах. [c.383]

В щелочном растворе, в котором активность ОН равна 1 М, потенциал равен —0,83 в. В отсутствие перенапряжения (исчезновение обратимости реакции на поверхностях определенных металлов) водород выделяется из чистой воды реагентами, электродные потенциалы которых более отрицательны, чем —0,414 в. Аналогично некоторые ионы, например для которого стандартный потенциал системы равен —0,61 е, будут окисляться [c.13]

Величина скачка потенциала и его знак, определяемые при стандартных условиях, могут служить мерой сравнительной активности металлов. Значения стандартных потенциалов установлены экспериментально или расчетным путем для большинства металлов при соответствующей окислительно-восстановительной реакции. В табл. 5 значения потенциалов некоторых металлов приведены в порядке возрастания их величины. Такое расположение часто называется рядом напряжений. Для возможности сравнения окислительно-восстановительной способности разных металлов в этот ряд включен водород, стандартный потенциал которого условно принят равным нулю (при Р — 1 атм, 1 = 25° и С — [c.33]

Стандартные значения электродных потенциалов для многих металлов установлены экспериментально. Исключение составляют щелочные и щелочно-земельные металлы, для которых, непосредственно нельзя определить электродный потенциал, а можно только вычислить. Найденные стандартные значения электродных потенциалов некоторых металлов представлены в табл. 31. Причем положительный знак придан тем электродным потенциалам, электрод которых заряжается отрицательно в гальванической паре с нормальным водородным электродом, а знак минус — потенциалам, электроды которых заряжаются при указанных условиях положительно. Такое обозначение знаков электродных потенциалов соответствует ранее приведенным [c.354]

Примером осаждения сплава, когда более положительный компонент выделяется на предельном токе, является совместное осаждение из сульфатного раствора цинка и кадмия, стандартный потенциал которых составляет соответственно —0,76 и —0,40 В. Когда соосаждающиеся металлы способны образовывать твердый раствор или химическое соединение, можно ожидать некоторого облагораживания потенциала разряда ионов. Это облагораживание потенциала происходит как в отношении одного, так и в отношении другого компонента. Сближение потенциалов при этом может возникнуть, если облагораживание потенциала при образо- [c.129]

По химической активности литий уступает некоторым металлам, хотя значение его стандартного электродного потенциала наиболее отрицательное (Яме = —3,05 В). Это обусловлено большой энтальпией гидратации иона Li" , что обеспечивает значительно большее смещение равновесия [c.486]

Основные области применения покрытий оловом — защита изделий от коррозии и обеспечение паяемости различных деталей. Стандартный потенциал Е° олова —0,136 В и, следовательно, по отношению к меди (/ ° = 0,344 В) оно является анодом и будет защищать ее от коррозии электрохимически, в отличие от железа (Е°=—0,440 В), по отношению к которому оно является катодом и защитное действие определяется лишь сплошностью покрытия, его пористостью. Этот металл устойчив в промышленной атмосфере, даже содержащей сернистые соединения, в воде, нейтральных средах. Особенный интерес представляет высокая устойчивость олова по отношению к органическим кислотам и некоторым другим органическим соединениям, в том числе содержащимся в пищевых продуктах. В этой среде потенциал олова изменяется настолько, что оно становится анодным по отношению к железу. Продукты коррозии олова в таких средах нетоксичны. [c.134]

Перенапряжением т) называют повышение потенциала разрядки ионов по сравнению с величиной стандартного потенциала в равновесных условиях. Величины т) для выделения водорода и кислорода на некоторых металлах см. в табл. 18, 19 приложения. [c.141]

Металлическое состояние для большинства технических металлов, находящихся в обычных атмосферных условиях, а также под влиянием многих химических реагентов, является с термодинамической точки зрения неустойчивым. Стремление перейти из металлического состояния в ионное весьма различно для разных металлов и наиболее точно может быть охарактеризовано величиной уменьшения свободной энергии при протекании соответствующего коррозионного процесса или приближенно также величиной стандартного (нормального) электрохимического потенциала металла. Чем более отрицательное значение имеет электродный потенциал, тем больше термодинамическое стремление данного металла перейти в ионное состояние. В табл. 1 приведены рассчитанные из термодинамических данных нормальные равновесные потенциалы некоторых металлов, т. е. электродные потенциалы при активности собственных ионов металла в растворе, равной единице, и при температуре 25° С. [c.193]

Серебро в ряду напряжений стоит довольно высоко (стандартный потенциал 0,80 в), что обусловливает его высокую химическую стойкость. Образование защитных поверхностных пленок, характерное для таких металлов и сплавов как хром, нержавеющая сталь и алюминий, для серебра имеет второстепенное значение. Однако в некоторых случаях оно может играть больщую роль. Например, при погружении серебра в соляную кислоту или растворы хлористых металлов на поверхности образуется пленка хлористого серебра, которая предохраняет серебро от дальнейшего разъедания. [c.351]

По своему положению в периодической системе элементов и в таблице стандартных электродных потенциалов алюминий является активным металлом его стандартный потенциал Е° = —1,66 в. В силу этих причин алюминий должен быть нестойким металлом. Однако в некоторых сильно агрессивных средах алюминий проявляет исключительно высокую коррозионную стойкость, основанную на образовании на его поверхности плотной сплошной окисной пленки А]2Од, сцепление которой с поверхностью металла достаточно велико. [c.236]

Как известно, почти все металлы термодинамически неустойчивы, т. е. их стандартный электродный потенциал ме.обр, являющийся количественной характеристикой термодинамической устойчивости, имеет отрицательное значение. Согласно правилу Таммана, повышение термодинамической устойчивости сплава возможно, если сплав образует структуру твердого раствора, а концентрация более стойкого металла равна /г/8 атомных долей (где п — целое число, равное 1, 2, 3 и т. д., зависящее от системы твердых растворо в и от агрессивности среды). Эффект повышения термодинамической устойчивости основан на образовании в некоторых сплавах сверхструктуры, характеризующейся упорядоченным расположением атомов в твердом растворе, благодаря чему [c.36]

Металл, погруженный в электролит, называется электродом. Наибольшая принципиальная трудность, связанная с использованием уравнения Нернста, обусловлена невозможностью измерить потенциал одного единственного электрода. Например, если попытаться определить путем измерения электродный потенциал 2п/2п , т.е. разность потенциалов между металлическим цинком и раствором соли цинка, в который он погружен, необходимо металл и раствор соединить проводником с измерительным прибором. Соединить прибор с металлом нетрудно, гораздо сложнее присоединить к прибору раствор. Это соединение можно осуществить только с помощью металлического проводника, который опускается в раствор. Но как только металл проводника (например , медь) приходит в соприкосновение с раствором, на его поверхности образуется двойной электрический слой и, следовательно, появляется разность потенциалов. Итак, при помощи измерительного прибора можно определить не электродный потенциал одного электрода (металла), а разность потенциалов между двумя электродами (в данном случае разность потенциалов между цинковым и медным электродами). Поэтому при измерении электродных потенциалов металлов выбирают некоторый электрод сравнения, потенциал которогсГ словно принят за нуль. Таким электродом сравнения служит стандартный водородный электрод (рис. 3.2). Он представляет собой платиновую пластину, покрытую тонко измельченной "платиновой чернью , погруженную на платиновой проволоке в стеклянный 32 [c.32]

Если энергия сольватации иона металла имеет практически одно и то же значение в нескольких различных растворителях, то стандартный потенциал электрода металл—ион металла будет, по-видимому, оставаться постоянным. Плесков [33] указал на то, что в качестве основы шкалы потенциалов рубидиевый электрод более приемлем, чем водородный, так как его с равным основанием можно применять в ряде растворителей. Выбор этого электрода обусловлен тем, что ион рубидия имеет единичный заряд, большой радиус и сильно поляризуется. Позже Штрелов [34] попытался улучшить подход, использованный Плесковым. Он указал на то, что даже в отсутствие заметной сольватации некоторое изменение свободной энергии переноса иона может происходить из-за различий в диэлектрических постоянных [c.328]

Степень автокатализа зависит от природы металла и восстановителя. Выбор возмол<ных восстановителей тем шире, чем положительнее стандартный электрохимический потенциал пары металл — ион металла. Движущей силой автокаталитического процесса восстановления ионов металла является каталитическое окисление восстановителя, которое с достаточной интенсивностью протекает лишь на некоторых металлах, обладающих каталитическими свойствами. В отсутствие автокатализа реакция вссстансвления если и протекает, то во всем объеме раствора и приводит к образованию металлического порошка. [c.24]

Германий несколько более активен, чем кремний, и растворяется в концентрированных Н2804 и НЫОз. Олово и свинец растворяются во многих кислотах и быстро реагируют с галогенами. Они медленно взаимодействуют с холодной щелочью, но быстро растворяются в горячей, образуя станниты и плюмбиты. Олово часто ведет себя как металл, более благородный и инертный, чем это можно ожидать на основании его стандартного потенциала —0,13 В. Пониженная химическая активность может быть обусловлена высоким перенапряжением водорода и в некоторой степени нерастворимой поверхностной пленкой. Так, олово не растворяется в разбавленной серной кислоте и концентрированной НС1. [c.319]

Способ экстраполяции данных в основном тождественен - способу,. описанному выше, и так как стандартные потенциалы электродов Pb(Hg), РЬ50 (тв.), S0 —и Hg, Hg2S04 (тв.), 80,] известны, то, следовательно, может быть определен и стандартный потенциал металла М. В некоторых случаях нелегко получить данные, относящиеся к разбавленным растворам, и поэтому экстраполяция не дает надежных результатов. Однако из измерений потенциалов, сделанных в умеренно концентрированных растворах, следует, что сернокислые соли меди, никеля, кобальта и цинка при одинаковых концентрациях ведут себя совершенно одинаково, и поэтому вероятно, что средние коэффициенты активности во всех этих случаях одни и те же. Для раствора сернокислого цинка значения коэффициентов активности известны, так как измерения э. д. с. в этом случае были сделаны при концентрации достаточно низкой для того, чтобы было возможно произвести точную экстраполяцию и оценить . Было высказано предположение, состоящее в том, что средние коэффициенты, активности для всех четырех сернокислых растворов при одинаковых ионных силах равны между собой- Таким образом, с помощью написанных ниже уравнений можно получить соответствующие значения для цепей, содержащих сернокислые медь, никель или кобальт, непосредственно из измерений э. д. с. [c.325]

Характерным примером являются хром и алюминий. Хром, по измерениям Грубе и Брейтингера [80], является неблагородным элементом, так как он имеет потенциал —0,557 или —0,509 в. Однако это активное состояние очень трудно достигается. Его можно получить, помещая хром в соляную кислоту, из которой удален кислород, или активируя его в кислых растворах с помощью очень неблагородного металла, например магния. У алюминия стандартный потенциал может быть только рассчитан, так как измерить его непосредственно не удается. Потенциал алюминия, находящегося в пассивном состоянии, более чем на 1 в положительнее потенциала активного алюминия. Поэтому в так называемом практическом ряду напряжений для некоторых элементов и сплавов обычно приводится два значения потенциала для активного и для пассивного состояний. Обычно это сплавы на базе хрома и никеля, например [c.649]

Отдельные слагаемые в сумме S x<> неизвестны, поэтому абсолютный стандартный потенциал какого-либо полуэлемента определить нельзя. Приходится довольствоваться относительными величинами, основанными на условном соглашении о том, что стандартный потенциал водородного электрода равен нулю при всех температурах. Некоторые общепринятые значения [41а] приведены в табл. 9. Согласно принятому здесь определению, Е является мерой способности электродов передавать полонсительпые ионы в раствор. Высокие отрицательные электродные потенциалы щелочных металлов подтверждают их активное взаимодействие с водными растворами. Если соединить стандартный литиевый полуэлемент с левой стороны со стандартным водородным нолуэлементом с правой стороны, то положительное электричество начало бы переходить справа налево в металлах (во внешней цепи) и слева направо в элементе, т. е. е —> Li. При 298,1° К кТ г составляет 1,3803-10" -(298,16/4,802) 10 1° эл. ст. ед. Так как 1 эл. ст. ед. потепциала равпа 299,79 в, а In а =2,3026 Ig х, то для данной температуры можно написать следующее соотношение [c.428]

Состояние пассивности, появляющееся у определенных металлов, отличается тем, что металлы в этом состоянии ведут себя, подобно благородным металлам. Пассивированные металлы устойчивы относительно реагентов, с которыми взаимодействуют в нормальном состоянии, они обнаруживают также более высокий потенциал растворения, чем в нормальном состоянии. Для сильно пассивированного хрома стандартный потенциал был найден равным -f 1,2 В по отношению к нормальному водородному электроду. Существенное различие между активным и пассивированным хромом проявляется при анодном растворении под действием электрического тока активный хром переходит в раствор в виде ионов Сг2+, т. е. в низшее валентное состояние, в котором он может существовать пассивированный хром при растворении образует ионы rOi", т. находится в высшем валентном состоянии. Хром, а также некоторые другие металлы пассивируются уже при хранении на воздухе. [c.242]