Окислительно-восстановительные потенциалы

Возьмем для примера гальванический элемент, электродами которого являются две платиновые пластинки, опущенные в растворы и . В этом элементе по проводнику, соединяющему электроды, будет идти электрический ток в результате реакции:

Схема элемента для этой реакции:

анод катод

окисление восстановление

На аноде происходит отдача электронов, то есть окисление

На катоде – присоединение электронов, то есть восстановление

В таком гальваническом элементе исходные и полученные продукты реакции образуют окислительно-восстановительную пару и .

Разность потенциалов на границе этих двух форм: восстановитель – окисленная форма или окислитель – восстановленная форма , называется окислительно-восстановительным потенциалом.

Обычно пользуются величинами потенциалов, измеренными относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого принят равным нулю.

Потенциалы, измеренные при стандартных условиях, называются стандартными окислительно-восстановительными потенциалами.

Чем больше Е_О.В., тем сильнее окислительные свойства иона или вещества-окислителя в данной паре.

Пример. Сравним окислительно-восстановительные свойства галогенов.

С увеличением порядкового номера уменьшаются окислительные, и увеличиваются восстановительные свойства. Это подтверждается окислительно-восстановительными потенциалами:

(может быть и окислителем и восстановителем)

Окислительно-восстановительный потенциал вычисляется по уравнению Нернста:

,

где – окислительно-восстановительный потенциал данной пары;

– концентрация или активность окисленной формы;

– концентрация или активность восстановленной формы;

– газовая постоянная;

Т – абсолютная температура;

п – число электронов, отданных или полученных при превращении восстановленной формы в окисленную;

– число Фарадея;

– стандартный окислительно-восстановительный потенциал.

Если подставить и Т и перейти к десятичному логарифму, то уравнение Нернста примет вид:

.