Qual é o potencial do eletrodo

O potencial de eletrodo ou potencial de eletrodo de um metal é uma diferença de potencial que ocorre na interface metal-solução quando um metal é imerso em uma solução eletrolítica como resultado da interação de átomos de íons metálicos superficiais localizados nos nós de uma rede cristalina com polaridades moléculas de água orientadas para a superfície do eletrodo ... Isso se deve à formação de uma dupla camada elétrica, ou seja, uma distribuição assimétrica de partículas carregadas no limite.

O fenômeno de dissolução de metais em eletrólitos é utilizado em fontes químicas de eletricidade. Uma placa de metal defumada em uma solução de seu próprio sal, de uma forma ou de outra, tende a se dissolver nela. Essa tendência às vezes é chamada de elasticidade de dissolução do metal.

Uma placa de zinco imersa em uma solução de sulfato de zinco ZnTAKA4 fornece partículas de zinco à solução na forma de íons carregados positivamente.Devido ao fato de os átomos rosa saírem na forma de íons carregados positivamente, um excesso de elétrons livres é formado na placa de zinco e ela fica carregada negativamente, e um excesso de íons positivos é formado na camada de líquido próxima à superfície do zinco e, portanto, esta camada é carregada positivamente. Desta forma, uma dupla camada elétrica de cargas separadas espacialmente de sinais opostos surge na interface entre o líquido e o metal.

Essas cargas se oporão à passagem adicional do metal para a solução - as placas negativas retêm o íon metálico positivo e a carga positiva do eletrólito empurra o íon metálico de volta para a placa. Em outras palavras, o campo elétrico da dupla camada na interface metal-líquido neutraliza a transição posterior dos íons metálicos para a solução. Um equilíbrio é estabelecido entre as forças da tendência do metal para entrar em solução, de natureza química, e as forças elétricas opostas.

Diagrama da formação de uma dupla camada elétrica na interface entre um metal e um eletrólito

Assim, devido à dissolução no eletrólito, o eletrodo de metal adquire um determinado potencial de eletrodo (ou seja, eletroquímico) em relação ao eletrólito, que depende do material do eletrodo e da composição do eletrólito.

No entanto, os potenciais de eletrodo podem ser positivos. Isso acontece nos casos em que os íons positivos da solução passam para o eletrodo, carregando-o positivamente, e a camada de eletrólito - negativamente, por exemplo, quando uma placa de cobre é imersa em uma solução suficientemente concentrada de sulfato de cobre (CuSO)4).

A dupla camada elétrica pode ser comparada a um capacitor, uma das placas do qual é a superfície do metal e a outra é uma camada de íons em solução na superfície do metal. Entre as placas de cargas opostas e há uma diferença, ou salto, de potencial.

O salto de potencial na interface eletrodo-solução pode servir como uma medida da capacidade redox do sistema. No entanto, é impossível medir tal salto de potencial ou, de forma equivalente, a diferença de potencial entre as duas fases. Mas você pode medir e. etc. c. elementos compostos dos eletrodos nos quais estamos interessados ​​e algum (o mesmo em todos os casos) eletrodo, cujo potencial é assumido condicionalmente como zero.

Foi medido, etc. c. caracterizará a capacidade redox do eletrodo em que estamos interessados ​​em relação a algum zero condicional. O valor assim obtido é chamado de potencial interno do metal.

Para medir o potencial de eletrodo de qualquer metal, é necessário colocar um segundo eletrodo no eletrólito, que por sua vez terá um determinado potencial de eletrodo, dependendo do seu material. Portanto, apenas a soma algébrica de dois potenciais de eletrodo pode ser medida diretamente.

Por esta razão, os potenciais de eletrodo de vários materiais são determinados em relação a um padrão (um eletrodo de hidrogênio, cujo potencial é geralmente considerado zero.

Outros eletrodos de referência cujo potencial em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio é conhecido também podem ser usados ​​para medição. Este potencial também é encontrado com base na medição de e. etc. c. um circuito composto por um eletrodo de referência selecionado e um eletrodo padrão de hidrogênio.

Se o eletrodo estudado conectado a um eletrodo padrão de hidrogênio for negativo, então o sinal » -» é atribuído ao potencial interno, caso contrário, o sinal «+».

Por exemplo, o potencial de eletrodo de zinco -0,76 V, cobre +0,34 V, prata +0,8 V, medido dessa maneira em uma solução do sal de metal correspondente, é determinado subtraindo o potencial mais negativo do potencial em -positivo.

Se duas placas metálicas com diferentes potenciais de eletrodo forem colocadas no eletrólito correspondente, por exemplo, em uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) colocada zinco (Zn) e cobre (Cth), então um voltímetro conectado a essas placas mostrará uma tensão entre eles um pouco mais de 1 V.

Esta tensão, neste caso denominada e. etc. c. par galvânico, será devido à diferença nos potenciais de eletrodo do cobre, que tem um pequeno potencial positivo, e do zinco, que tem um potencial negativo significativo. Tal dispositivo é a célula galvânica mais simples - a célula Volta.

Em uma célula galvânica, a energia química é convertida em energia elétrica e com sua ajuda é possível realizar trabalho elétrico devido à energia de uma reação química.

Medição de e. etc. c. as células galvânicas devem ser produzidas na ausência de corrente no circuito da célula. Caso contrário, o e medido. etc. s. será menor que o valor definido como a diferença entre os potenciais de equilíbrio dos dois eletrodos… De fato, uma certa concentração de elétrons nos eletrodos corresponde ao potencial de equilíbrio: quanto mais positivo é menor, mais negativo é maior. Consequentemente, a estrutura daquela parte da dupla camada que está em solução também é diferente.

Medição de e. etc. comuma célula sem fluxo de corrente geralmente é produzida pelo método de compensação. Para aplicá-lo, você precisa ter alguns padrão e. etc. com O chamado elemento normal serve como um padrão. Mais comumente, eles usam o elemento normal de mercúrio-cádmio de Weston, por ex. etc. com. que é igual a 1,01830 V a 20 ° C.