По този начин активността на оксидирани и намалени форми на редокси-системата трябва да бъде еднакъв, и активността на други частици, участващи в реакцията (Н + ОН) - от 1 мол / dm3.
E0 стойности за електрод редокси експериментално определени спрямо стандартен водороден електрод, или някакъв друг сравнителен електрод (сребърни хлорид или каломел).
Ако по време на прехода на окислена форма на намален с изключение на електрони са включени и други частици, равновесие активност или концентрация трябва да бъде под логаритъм в уравнение Питърс. Изключение е молекулата H2O, като може да се счита в разредени разтвори, тяхната концентрация в химични реакции варира незначително.
Система, състояща се от инертен метална плоча, поставена в разтвор, съдържащ редуцирани и окислени форми на същия елемент, наречен редокси електрод (редокс електрод) и потенциала появява върху него - окислително-редукционния потенциал или редокси потенциал.
Молекули, присъстващи в разтвор или йони, съдържащи в структурата си елемент атоми с по-висока степен на окисление се наричат в същото време окислена форма и тези частици, които съдържат атоми на елемент с по-ниска степен на окисление - редуцираната форма.
Редоксисистемите често са написани като дроб, с окислена форма се поставя в числителя, и реставрирана - в знаменателя. Най-честите редокс системи са разтвори на две соли, в които атомите на същия метал имат различна степен на окисление, като например:
1) разтвор FeCl2 и FeCl3 (Fe3 + / Fe2 +)
Във воден разтвор и двете от тези форми могат обратимо превърнати едно в друго с създаването на динамично равновесие между тях. Настъпили по време на този процес са два вида.
1. Прехвърлянето на окислена форма с намален и обратно се обменят само електрони между тях:
Fe3 + + # 275; «Fe 2+
Sn 4+ + 2 # 275; «Sn 2+
2. Прехвърлянето на окислена форма на намаленото освен обмен на електрони, последвано от участие в процеса на други частици, обикновено йони Н + и Н2 О молекули:
Br + O - + Н 2О + 2 # 275; «Br - + 2ОН -
Ако във воден разтвор, съдържащ редокси-система, нисш плоча на инертни спрямо компонентите електропроводим материал: благороден метал (Au, Pt) или графит - това ще се наблюдава образуването на електрически заряд поради електронен обмен:
Освен това, тази плоча (например, платина) действа като посредник при обмена на електрони между редуцирани и окислени форми. Разбира се, възможно обмен на електрони между йоните и директно, но да го извършва изисква много по-голяма консумация на енергия, отколкото при прехода на електрони от редуцираната форма на инертен метал, и след това с металната повърхност на окислена форма.
В случай на излишък в разтвор на редуцираната форма (донор на електрони) част премине на електрони плоча остава неизползван и се задържат в него, което показва отрицателна плоча спрямо разтвор електрически заряд.
С излишък на окислена форма (акцептор на електрони) в създаването на равновесно състояние на неговите частици ще се премести част от своите и платина електрони. В резултат на това на положителната плоча се формира по отношение, на електрическия заряд на разтвора.
Характерна особеност на такъв електрод е, че плочата не страда в протичащите процеси не химически промени и действа като предавател на електрони. Йони или метални атоми на плочата в химична реакция с компонентите не влизат разтвор. Тяхната спонтанно преход от повърхността на плочата в разтвора чрез действието на молекулите на разтворителя е толкова малка, че не може да се пренебрегне.
По този начин стойността на потенциала на редокси ще зависи от естеството на частиците, които са в редокси-системата (т.е. колко лесно форма дарява неговите електрони, и тези електрони как твърдо притежава окислена форма), както и техните концентрации в разтвор.
Изчислява величината на потенциала на редокси може да бъде чрез уравнението Нернст, Peters или просто Peters уравнение (след немски физически химик R. Peters, показва приложимостта на уравнението Нернст, не само метални електроди, но също така и на системата за редокс):
където Е - на редокси-потенциала, В; E 0 - нормално или стандартен редокспотенциал, който се появява в система със същата активност (или концентрацията на разредени разтвори) окислен (Ox) и намалени (червен) форми; п - номер на електроните, които се една молекула или йон на окислена форма, се превръща в редуцирана форма.
За редокс системи Fe 3+ / Fe 2+. MnO4 - / Mn 2+. CR2 О7 2- / 2Cr 3+. BRO - / Br - п е равно на, съответно, 1, 5, 6 и 2.
За редокс системи MnO4 - / Mn 2+. при което електродът процес следното:
потенциала на редокс се изчислява както следва:
Съответно, за редокс-система с процеса на електрода:
BRO - + Н 2О + 2 # 275; «Br - + 2ОН -
на редокси-потенциала може да се изчисли по следната формула:
Ако редокспотенциал измерванията се извършват при температура 298К (25 ° С), след това при прехода от натуралния логаритъм на десетични стойности и заместване на константи R и Т Peters уравнението под формата:
На експериментално получените стойности на E 0 на редокс-електродите се поставят в специални директории под формата на таблици, които обикновено показват състава на редокси-системата, и произтичащи реакция електрод (таблица. 22).
Таблица 22. Стандартни редокспотенциал на някои редокс системи
Изтичащите реакция електрод
E 0 стойности за редокс системи могат да бъдат използвани за определяне на посоката на редокси реакции, защото Те се характеризират относителната окислителна система мощност.
Система, редокс потенциал, който е по-важно, действа като окислител към системата, редокс потенциал, който е по-малко важно.
Разпространение потенциали се появят в интерфейса на контакт на двете решения. И това може да бъде под формата на разтвори на различни вещества, както и решения на един и същ материал, но в последния случай те трябва да са различни един от друг в техните концентрации.
Когато две решения се среща в тях проникване на частици (йони) на разтворените вещества чрез процес дифузия.
Причината за това дифузионен потенциал на неравно йони на разтворител мобилност. Ако йони електролитни имат различна скорост на дифузия, по-бързите йони напред постепенно са по-малко мобилни. Създадена като две вълни raznozaryazhennyh частици.
Ако смесени разтвори от същия материал, но с различни концентрации, по-разреден разтвор придобива заряд със същия знак на зареждане на повече мобилни йони, и по-малко разрежда - заряда на същия знак на зареждане по-малко мобилни йони (Фигура 90.).
Фиг. 90. Наличието на дифузия потенциал vcledstvie различни йонни скорости: I - «бързо" служба в 3 часа след пладне, отрицателно заредени; II - «бавни" йони, положително заредени
В интерфейса между решения на т.нар дифузия потенциал. Той е средно на скоростта на движение на йони (потиска "бърза" скорости и по "бавен").
Постепенно с приключване на процеса на дифузия на този потенциал пада до нула (обикновено в продължение на 1-2 часа).
Дифузионни потенциали могат да се появят в биологични обекти с увредени клетъчни мембрани. Това нарушен пропускливост и електролит може да дифундира от клетката в интерстициална течност, или обратното, в зависимост от разликата в концентрация от двете страни на мембраната.
В резултат на това разпространението на електролити, така наречената потенциална повреда, която може да достигне стойности от порядъка на 30-40 СрН. Освен това, повредената тъкан често става отрицателно зареден спрямо непокътнати.
Diffusion потенциал възниква в галванични контактни елементи в интерфейса на двете решения. Ето защо, когато точни изчисления EMF Electroplating вериги трябва задължително да се прилагат корекция за неговата величина. За да се елиминира влиянието на дифузионен потенциал на електродите в електрохимични клетки често свързани един с друг "сол мост" е наситен разтвор на калиев хлорид.
калиеви и хлорни йони имат почти идентични подвижност, така че тяхното използване значително ще намали влиянието на потенциала на дифузия в големината на едн
Капацитетът на дифузия може да бъде значително увеличен, ако електролитни разтвори с различен състав или различна концентрация разделени с пропусклива мембрана само за някои йони или тип марка заплащане. Такива потенциали са много по-стабилни и могат да се съхраняват за по-дълги периоди от време - в противен случай те се наричат мембранни потенциали. Мембранни потенциали възникнат при не-равномерно разпределение на йони от двете страни на мембраната, която зависи от селективна пропускливост, или в резултат на обмен на йони между мембраната и самия разтвор.
При настъпването мембранния потенциал на базата принцип на работа на т.нар йон-селективна мембрана или електрод на.
Свързани статии