Окислительно-восстановительные потенциалы (электродные потенциалы)

ЭДС реакции (∆ E или ЭДС), т.е
∆ E(ЭДС)=Е1-Е2= Еox1/Red1 - Еox2/Red2, где
E1- электродный потенциал восстанавливающейся системы (окисленная форма вещ-ва – окислитель)
E2- электродный потенциал окисляющейся системы (восстановленная форма вещ-ва – восстановитель)
Известно, что связь между свободной энергией Гиббса и электродным потенциалом выражается уравнением:
∆ G= -nF∆Е,
Где ∆ G изменение свободной энергии Гиббса
∆ Е(ЭДС)- электродвижущая сила ОВР, а так как
∆G <0 - термодинамический критерий протекания реакци, то
∆Е=Е1-Е2 >0 - это и есть критерий направленности ОВР, т.е это необходимое, но , не всегда достаточное условие самопроизвольного протекания любой ОВР.

электрода сравнения. В качестве электрода сравнения принимают нормальный водородный электрод.
Нормальный водородный электрод- водородный электрод, потенциал которого условно принят равным нулю. Он представляет сосуд с однозарядным раствором H2SO4, через который непрерывно; пропускается водород при давлении 1,013 * 105Па (1 ат) и Т=298К. В раствор кислоты опущена платиновая пластинка (рис. Нормальный водородный электрод.).
Платиновая пластинка способна адсорбировать из своей поверхности водород. В растворе, содержащем катионы H+ и на поверхности, насыщщеной водородом пластинки устанавливается равновесие:
½ H2(Pt) H+(p)+e
Схематично водородный электрод записывается в виде (1/2Н2(pt)|H+)

электрода в стандартных условиях: P=1,013*105Па (1ат) и Т=298К,
См(ионов)=1 моль/л. Значения Е0 определяются относительно нормального водородного электрода.
Если ОВР протекает в стандартных условиях, то пользуются величинам Е0, значения которых приведены в таблице (в ряду СЭП).
Выводы из ряда СЭП:
1.Чем меньше Е0, тем более сильным восстановителем является металл и, тем более слабым окислителем является его ион (Li, Li+).
2.Чем больше Е0, тем более сильным окислителем является неметалл и, тем более слабым восстановителем является его ион (F2,F-)
3.Водород из разбавленных кислот(HCl, H2SO4)может быть вытеснен только металлами, Е0 которых имеют знак(-), т.е. стоят выше водорода )(относительно нуля).
4.Каждый металл способен вытеснять из растворов солей все металлы, стоящие в ряду СЭП ниже его (Zn+ Cu2+ Cu+ Zn2+)

потенциал любой окислительно-восстановительной системы можно рассчитать по уравнению Нернста
Е=Е0+2,3RT lg Cxокисл
nF Cyвосст ,где
Сокисл,Свосст- концентрации окисленной и восстановленной форм
x,y- стехиометрические коэфиценты в уравнении реакции
Для стандартных услвоий после подстановки постоянных величин (R,T,F) уравнение Нернста имеет вид:
Е=Е0+ 0,059 lg Cxокисл
n Cyвосст
Для водородного электрода, уравнение Нернста имеет вид:
Е=0+ 0,059 lg cM(H+) = 0,059*lgCM(H+)=-0.059pH
1 cM(H2)
Для металлического электрода Men+/Me восстановленная форма есть чистый металл, для которого CM(Me)=1 моль/л ,
Сx окисл=CM (Men+)
Е=Е0+ 0,059 lg cM (Men+)
n