Ja akumulatorā izmantosim voltmetru, mēs varēsim noteikt potenciāla (U vai ddp) vai elektromotora spēka (emf vai E) starpību starp diviem elektrodiem. Tomēr šādā veidā nav iespējams noteikt katra elektroda reducēšanās vai oksidēšanās potenciālu.
Zinātniekiem bija jāzina šīs vērtības, lai pētītu oksidēšanās-reducēšanās procesus, tāpēc viņi izveidoja a atsauces stāvoklis. Tas nozīmē, ka tika panākta vienošanās izmērīt katra elektroda potenciālu attiecībā pret citu elektrodu šādos standarta apstākļos:
• temperatūrai jābūt 25 ° C;
• Spiediens pie 1,0 atm;
• Šķīduma koncentrācijai, kurā iegremdēts metāls, jābūt 1,0 mol / l.
Tādējādi izvēlētais elektrods bija ūdeņraža elektrods, kas ir attēlots zemāk:
Šis elektrods sastāv no platīna stieples, kas savienota ar platīna plāksni, kas nepiedalās reakcijā, caurulē, kas satur ūdeņraža gāzi, un iegremdēta skābā šķīdumā. Piemērā šķīdums bija sērskābe.
| Pēc vienošanās vērtība ir piešķirta standarta ūdeņraža elektrodam nulle, tik daudz par E0sarkans kas attiecas uz E0vērsis. |
Tādējādi, lai atrastu jebkura cita elektroda potenciālo vērtību, mēs vienkārši izveidojam vēlamā elektroda kaudzi ar standarta ūdeņraža elektrodu un izmērām ddp ar voltmetru. Voltmetrā parādītā vērtība būs meklētā elektroda potenciāls, jo ūdeņraža vērtība ir vienāda ar nulli.
Piemēram, mēs savienojam cinka elektrodu ar ūdeņraža elektrodu, lai uzzinātu, kāds ir tā reducēšanas potenciāls:
Saskaņā ar iepriekš minēto shēmu voltmetrs identificēja potenciālu starpību kā vienādu ar +0,76 (? E0 = +0,76). Mēs arī atzīmējam, ka cinka elektrods ir oksidējies, tāpēc tas ir anods; un samazināts ūdeņraža elektrods, kas ir katods.
Tātad mums ir:
? E0 = E0red (katods) - E0 sarkans (anods)
0,76 = 0,00 - E0 sarkans (Zn)
E0 sarkans (Zn) = 0,00-0,76
E0 sarkans (Zn) = -0,76
Negatīvā vērtība nozīmē, ka elektrona strāva plūst no cinka elektroda (anoda) uz ūdeņraža elektrodu, tādējādi rīkojoties kā katods. Ja tas būtu pozitīvs, būtu otrādi, un ūdeņraža elektrods rīkotos kā anods. To var redzēt, savienojot vara elektrodu ar standarta ūdeņraža elektrodu:
? E0 = E0red (katods) - E0 sarkans (anods)
-0,34 = 0,00 - E0 sarkans (Zn)
E0 sarkans (Zn) = 0,00 + 0,34
E0 sarkans (Zn) = +0,34
Tādējādi ir iespējams noteikt reducēšanas un oksidēšanās potenciālu visdažādākajām ķīmiskajām sugām. Tomēr Starptautiskā tīras un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC) iesaka izmantot tikai reducēšanas potenciālu. Neatkarīgi no izmantotā metāla akumulatora attēlā ūdeņraža elektrods vienmēr ir pirmais, piemēram:
Pt - H2 (g) 1atm / H3O1 + (aq) 1 mol / L // Cu2 + (aq) 1 mol / L / Cu
Zemāk tabulā ir uzskaitīti potenciālie sasniegumi, izmantojot šo standarta ūdeņraža elektroda izmantošanas metodi, kopā ar to attiecīgajām pusreakcijām:
Autore Jennifer Fogaça
Beidzis ķīmiju
Brazīlijas skolu komanda
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/medicao-dos-potenciais-eletroquimicos.htm
