Qual è il potenziale dell'elettrodo

Il potenziale dell'elettrodo o il potenziale dell'elettrodo di un metallo è una differenza potenziale che si verifica all'interfaccia metallo-soluzione quando un metallo è immerso in una soluzione elettrolitica a seguito dell'interazione degli atomi di ioni metallici superficiali situati nei nodi di un reticolo cristallino con polare molecole d'acqua orientate verso la superficie dell'elettrodo ... Ciò è dovuto alla formazione di un doppio strato elettrico, ovvero una distribuzione asimmetrica di particelle cariche al confine.

Il fenomeno della dissoluzione dei metalli negli elettroliti viene utilizzato nelle fonti chimiche di elettricità. Una lastra di metallo affumicata in una soluzione del proprio sale, in un modo o nell'altro, tende a dissolversi in essa. Questa tendenza è talvolta chiamata elasticità di dissoluzione del metallo.

Una lastra di zinco immersa in una soluzione di solfato di zinco ZnTAKA4 cede particelle di zinco alla soluzione sotto forma di ioni caricati positivamente.A causa del fatto che gli atomi rosa se ne vanno sotto forma di ioni caricati positivamente, sulla lastra di zinco si forma un eccesso di elettroni liberi che si carica negativamente e si forma un eccesso di ioni positivi nello strato di liquido vicino alla superficie dello zinco, e quindi questo strato è caricato positivamente. In questo modo, all'interfaccia tra il liquido e il metallo si forma un doppio strato elettrico di cariche di segno opposto separate spazialmente.

Queste cariche si opporranno all'ulteriore passaggio del metallo in soluzione: le piastre negative trattengono lo ione metallico positivo e la carica positiva dell'elettrolita spinge lo ione metallico indietro verso la piastra. In altre parole, il campo elettrico del doppio strato all'interfaccia metallo-liquido contrasta l'ulteriore transizione degli ioni metallici in soluzione.Si stabilisce un equilibrio tra le forze della tendenza del metallo ad andare in soluzione, di natura chimica, e le forze elettriche che si oppongono.

Schema della formazione di un doppio strato elettrico all'interfaccia tra un metallo e un elettrolita

Pertanto, a causa della dissoluzione nell'elettrolita, l'elettrodo metallico acquisisce un certo potenziale di elettrodo (in altre parole, elettrochimico) rispetto all'elettrolita, che dipende dal materiale dell'elettrodo e dalla composizione dell'elettrolita.

Tuttavia, i potenziali degli elettrodi possono essere positivi. Ciò accade nei casi in cui gli ioni positivi della soluzione passano all'elettrodo, caricandolo positivamente, e lo strato elettrolitico - negativamente, ad esempio, quando una lastra di rame è immersa in una soluzione sufficientemente concentrata di solfato di rame (CuSO)4).

Il doppio strato elettrico può essere paragonato a un condensatore, una delle cui armature è la superficie metallica e l'altra è uno strato di ioni in soluzione sulla superficie metallica. Tra le piastre di carica opposta c'è una differenza, o un salto, di potenziale.

Il potenziale salto all'interfaccia elettrodo-soluzione può servire come misura della capacità redox del sistema. Tuttavia, è impossibile misurare tale salto di potenziale o, equivalentemente, la differenza di potenziale tra le due fasi. Ma puoi misurare e. eccetera. c) elementi composti dagli elettrodi che ci interessano e da un elettrodo (uguale in tutti i casi), il cui potenziale è condizionalmente assunto pari a zero.

È stato misurato, ecc. c. caratterizzerà la capacità redox dell'elettrodo che ci interessa rispetto a qualche zero condizionale. Il valore così ottenuto si chiama potenziale interno del metallo.

Per misurare il potenziale dell'elettrodo di qualsiasi metallo, è necessario posizionare un secondo elettrodo nell'elettrolita, che a sua volta avrà un certo potenziale dell'elettrodo, a seconda del suo materiale. Pertanto, solo la somma algebrica dei potenziali di due elettrodi può essere misurata direttamente.

Per questo motivo, i potenziali di elettrodo di vari materiali sono determinati rispetto a uno standard (un elettrodo di idrogeno, il cui potenziale è generalmente assunto pari a zero.

Per la misurazione possono essere utilizzati anche altri elettrodi di riferimento di cui è noto il potenziale rispetto all'elettrodo standard dell'idrogeno. Questo potenziale si trova anche sulla base della misurazione di e. eccetera. c) un circuito composto da un elettrodo di riferimento selezionato e da un elettrodo a idrogeno standard.

Se l'elettrodo studiato collegato a un normale elettrodo a idrogeno è negativo, allora il segno » -» è assegnato al potenziale interno, altrimenti il ​​segno «+».

Ad esempio, il potenziale dell'elettrodo di zinco -0,76 V, rame +0,34 V, argento +0,8 V, misurato in questo modo in una soluzione del corrispondente sale metallico, viene determinato sottraendo il potenziale più negativo dal potenziale a -positivo.

Se due piastre metalliche con diverso potenziale dell'elettrodo sono poste nell'elettrolita corrispondente, ad esempio, in una soluzione di acido solforico (H2SO4) posto zinco (Zn) e rame (Cth), allora un voltmetro collegato a queste piastre mostrerà una tensione tra loro poco più di 1 V.

Questa tensione, in questo caso chiamata e. eccetera. c. coppia galvanica, sarà dovuta alla differenza nei potenziali di elettrodo del rame, che ha un piccolo potenziale positivo, e dello zinco, che ha un significativo potenziale negativo. Tale dispositivo è la cella galvanica più semplice: la cella Volta.

In una cella galvanica, l'energia chimica viene convertita in energia elettrica e con il suo aiuto è possibile eseguire lavori elettrici dovuti all'energia di una reazione chimica.

Misurazione di e. eccetera. c. le celle galvaniche devono essere prodotte in assenza di corrente nel circuito delle celle. Altrimenti, l'e misurato. eccetera. s. sarà inferiore al valore definito come la differenza tra i potenziali di equilibrio dei due elettrodi…Infatti, una certa concentrazione di elettroni sugli elettrodi corrisponde al potenziale di equilibrio: quanto più è positivo, tanto più è negativo. Di conseguenza, anche la struttura di quella parte del doppio strato che è in soluzione è diversa.

Misurazione di e. eccetera. conuna cella senza flusso di corrente viene solitamente prodotta con il metodo di compensazione. Per applicarlo, devi averne alcuni standard ecc. con Il cosiddetto elemento normale funge da tale standard. Più comunemente usano l'elemento normale mercurio-cadmio di Weston, ad es. eccetera. con. che è pari a 1,01830 V a 20°C.