1. Sa isang acidic na kapaligiran dapat walang mga ions sa alinman sa kaliwa o kanang bahagi ay isinasagawa dahil sa mga ion at mga molekula ng tubig.
2. Sa isang alkalina na kapaligiran dapat walang mga ion sa kaliwa o kanang bahagi. Ang pagkakapantay-pantay ay isinasagawa dahil sa mga ion at mga molekula ng tubig.
3. Sa isang neutral na kapaligiran dapat walang mga ion sa kaliwang bahagi. Gayunpaman, maaaring lumitaw ang mga ito sa kanang bahagi sa mga produkto ng reaksyon.
4. Tingnan natin kung paano gumagana ang mga iminungkahing scheme gamit ang mga partikular na halimbawa..
5. Gawain. Kumpletuhin ang equation para sa reaksyon sa pagitan ng potassium dichromate at hydrochloric acid.
6. Ang ion ay naglalaman ng chromium sa pinakamataas na estado ng oksihenasyon nito, samakatuwid, maaari lamang itong kumilos bilang isang ahente ng pag-oxidizing. Ayon sa pamamaraan, bubuo kami ng kalahating reaksyon, na isinasaalang-alang na ang daluyan ay acidic (HCl).
Pagbawas ng kalahating reaksyon:
7. Ang mga ions ay maaari lamang mag-oxidize, dahil Ang klorin ay may pinakamababang estado ng oksihenasyon. Buuin natin ang kalahating reaksyon ng oksihenasyon:
9. Binubuo muna namin ang kaliwa at pagkatapos ay ang mga kanang bahagi ng mga kalahating reaksyon, hindi muna nakakalimutan magparami multiplier sa coefficient kung ito ay lilitaw bago ang formula.
11. Natanggap ang pinaikling ionic equation.
12. Idagdag ang mga nawawalang cation o anion, na isinasaalang-alang na ang bilang ng mga ion na idinagdag sa kanan at kaliwang bahagi ng ionic equation ay dapat na pareho.
13. Sa kasong ito, ang pinagmumulan ng mga ions ay asin, kaya sa bawat taling 2 moles ng mga ions ang pumapasok sa solusyon. Hindi sila nakikibahagi sa reaksyon, kaya dapat silang lumipat nang hindi nagbabago sa kanang bahagi ng equation. Kasama ang 14 na moles ng mga ion, 14 na mga moles ng mga ion ang ipinapasok sa solusyon. Sa mga ito, 6 ang nakikilahok sa reaksyon bilang isang ahente ng pagbabawas, at ang natitirang 8, tulad ng mga ion, ay nananatiling hindi nagbabago pagkatapos ng reaksyon, i.e. ay idinagdag sa kanang bahagi.
14. Bilang resulta, nakukuha natin ang:
16. Pagkatapos nito, maaari mong pagsamahin ang mga ions sa mga formula ng mga tunay na sangkap:
40. Dami ng mga katangian ng redox transition. Mga potensyal ng electrode ng mga metal. galvanic na elemento. Hydrogen electrode at hydrogen potential reference zero. Mga karaniwang kondisyon at karaniwang potensyal na kalahating reaksyon. Mga talahanayan ng karaniwang mga potensyal na pagbawas. Paggamit ng tabular data upang masuri ang posibilidad ng OVR na nagaganap.
Mga potensyal na electrode– ang pagkakaiba sa potensyal na elektrikal sa pagitan ng electrode at ng electrolyte na nakikipag-ugnayan dito.
Ang paglitaw ng isang potensyal na elektrod ay dahil sa paglipat ng mga sisingilin na mga particle sa buong hangganan ng phase, tiyak. adsorption ng mga ion. Ang laki ng potensyal ng elektrod sa isang hindi pantay na estado ay nakasalalay sa kalikasan at komposisyon ng mga yugto ng pakikipag-ugnay.
Ang potensyal ng elektrod ay isang pare-parehong halaga sa isang naibigay na temperatura kung ang isang metal plate ay nahuhulog sa isang solusyon ng asin nito na may aktibidad ng mga metal ions. Ang potensyal na ito ay tinatawag karaniwang potensyal ng elektrod.
Galvanic na selula- isang kemikal na pinagmumulan ng electric current batay sa pakikipag-ugnayan ng dalawang metal at/o ng kanilang mga oxide sa isang electrolyte, na humahantong sa paglitaw ng electric current sa isang closed circuit. Ipinangalan kay Luigi Galvani. Ang paglipat ng kemikal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya ay nangyayari sa galvanic cells.
Karaniwang hydrogen electrode- isang electrode na ginagamit bilang isang reference electrode para sa iba't ibang electrochemical measurements at sa galvanic cells. Ang hydrogen electrode (HE) ay isang plato o kawad na gawa sa isang metal na sumisipsip ng hydrogen gas (karaniwan ay platinum o palladium), puspos ng hydrogen (sa atmospheric pressure) at inilubog sa isang may tubig na solusyon na naglalaman ng mga hydrogen ions. Ang potensyal ng plate ay nakasalalay sa konsentrasyon ng mga H + ions sa solusyon. Ang elektrod ay isang pamantayan kung saan sinusukat ang potensyal ng elektrod ng reaksyong kemikal na tinutukoy. Sa isang presyon ng hydrogen na 1 atm, isang proton na konsentrasyon sa solusyon ng 1 mol/l at isang temperatura ng 298 K, ang potensyal ng HE ay kinuha katumbas ng 0 V. Kapag nag-assemble ng isang galvanic cell mula sa HE at ang elektrod sa matukoy, ang reaksyon ay nangyayari nang baligtad sa ibabaw ng platinum:
2Н + + 2e − = H 2
ibig sabihin, ang alinman sa hydrogen reduction o oxidation ay nangyayari - ito ay depende sa potensyal ng reaksyon na nagaganap sa electrode na nakita. Sa pamamagitan ng pagsukat ng EMF ng isang galvanic electrode sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon (tingnan sa itaas), ang karaniwang potensyal ng elektrod ng kemikal na reaksyon na tinutukoy ay tinutukoy.
Ginagamit ang HE upang sukatin ang karaniwang electrode potential ng isang electrochemical reaction, upang sukatin ang konsentrasyon (activity) ng mga hydrogen ions, pati na rin ang anumang iba pang mga ions. Ginagamit din ang VE upang matukoy ang produkto ng solubility at upang matukoy ang mga constant ng rate ng ilang mga electrochemical reaction.
Diagram ng isang karaniwang hydrogen electrode:
1. Platinum elektrod.
2. Ibinibigay na hydrogen gas.
3. Isang acid solution (karaniwan ay HCl) kung saan ang konsentrasyon ng H + = 1 mol/l.
4. Isang water seal na pumipigil sa pagpasok ng oxygen mula sa hangin.
5. Electrolytic bridge (binubuo ng puro KCl solution), na nagpapahintulot sa iyo na ikonekta ang ikalawang kalahati ng galvanic cell.
Ang normal na potensyal ng elektrod ay nagpapahintulot sa isa na suriin ang thermodynamic na aktibidad ng iba't ibang mga kemikal na sangkap, ngunit sa kasalukuyan ay walang mga pamamaraan na nagpapahintulot sa isa na sukatin ang ganap na halaga nito. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang mga electrodes ay nailalarawan sa pamamagitan ng tinatawag na karaniwang potensyal na elektrod, na (ayon sa panukala ni Nernst) ang pagkakaiba sa pagitan ng mga normal na potensyal ng isinasaalang-alang at karaniwang mga electrodes ng hydrogen, na tinutukoy sa 25 ° C (298 K). Sa pamamaraang ito, ang karaniwang potensyal ng elektrod ng hydrogen ay karaniwang ipinapalagay na zero. Kung gayon ang karaniwang potensyal ng isang sangkap na ang potensyal ng electrode sa ilalim ng tinukoy na mga kondisyon ay mas negatibo kaysa sa potensyal ng isang karaniwang hydrogen electrode ay itinuturing na negatibo. Kung ang potensyal ng elektrod ng isang sangkap ay mas mababa sa negatibo kaysa sa potensyal ng isang karaniwang hydrogen electrode, ang karaniwang potensyal ng sangkap ay itinuturing na positibo.
Electrochemical activity serye ng mga metal (saklaw ng boltahe, hanay ng mga karaniwang potensyal ng elektrod) - pagkakasunud-sunod kung saan ang mga metal ay nakaayos sa pagtaas ng pagkakasunud-sunod ng kanilang karaniwang mga potensyal na electrochemical φ 0, na tumutugma sa kalahating reaksyon ng pagbawas ng metal cation Ako n+ : Ako n+ + nē → Ako
Ang isang bilang ng mga boltahe ay nagpapakilala sa paghahambing na aktibidad ng mga metal sa mga reaksyon ng redox sa mga may tubig na solusyon.
Ang isang bilang ng mga boltahe ay ginagamit sa pagsasanay para sa paghahambing [kamag-anak] na pagtatasa ng aktibidad ng kemikal ng mga metal sa mga reaksyon sa may tubig na mga solusyon ng mga asing-gamot at acid at para sa pagtatasa ng mga proseso ng cathodic at anodic sa panahon ng electrolysis:
· Ang mga metal sa kaliwa ay mas malakas na mga ahente ng pagbabawas kaysa sa mga metal sa kanan: inalis nila ang huli mula sa mga solusyon sa asin. Halimbawa, ang pakikipag-ugnayan Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu ay posible lamang sa pasulong na direksyon.
· Ang mga metal sa hilera sa kaliwa ng hydrogen ay pinapalitan ang hydrogen kapag nakikipag-ugnayan sa mga may tubig na solusyon ng mga non-oxidizing acid; ang pinaka-aktibong mga metal (hanggang sa at kabilang ang aluminyo) - at kapag nakikipag-ugnayan sa tubig.
· Ang mga metal sa serye sa kanan ng hydrogen ay hindi nakikipag-ugnayan sa mga may tubig na solusyon ng mga non-oxidizing acid sa ilalim ng normal na mga kondisyon.
· Sa panahon ng electrolysis, ang mga metal sa kanan ng hydrogen ay inilalabas sa katod; ang pagbawas ng katamtamang aktibong mga metal ay sinamahan ng pagpapalabas ng hydrogen; Ang pinaka-aktibong mga metal (hanggang sa aluminyo) ay hindi maaaring ihiwalay mula sa may tubig na mga solusyon sa asin sa ilalim ng normal na mga kondisyon.
41. Redox equilibria sa mga solusyon. Nernst equation. Electrolysis. Mga mapagkukunan ng enerhiya ng electrochemical. Ang kaagnasan bilang isang proseso ng electrochemical. Electrolysis ng mga solusyon at natutunaw. Electrolytic na produksyon ng mga metal. Batas ni Faraday. Praktikal na kahalagahan ng electrolysis.
Electrolysis– ang proseso ng hiwalay na oksihenasyon at pagbabawas sa mga electrodes, na isinasagawa dahil sa daloy ng kasalukuyang mula sa isang panlabas na pinagmulan. Anode = oxidation, positively charged, cathode = reduction, negatively charged.
Batas ni Faraday: ang masa ng sangkap na inilabas sa panahon ng electrolysis ay direktang proporsyonal sa dami ng kuryente na dumadaan sa solusyon. Ang pantay na dami ng kuryente ay nag-aambag sa pagpapalabas ng mga katumbas na masa mula sa iba't ibang mga kemikal na compound.
m=(M*I*t)/(n*F)
Praktikal na kahalagahan ng electrolysis
Ang kababalaghan ng electrolysis ay malawakang ginagamit sa modernong industriya. Sa partikular, ang electrolysis ay isa sa mga pamamaraan para sa pang-industriyang produksyon ng aluminyo, hydrogen, pati na rin ang chlorine at sodium hydroxide. Ang malalaking dami ng mga metal ay kinukuha mula sa mga ores at pinoproseso gamit ang electrolysis. Ang electrolysis din ang pangunahing proseso kung saan gumagana ang mga kasalukuyang pinagmumulan ng kemikal.
Ginagamit ang electrolysis sa wastewater treatment.
Electrode sa electrochemistry tinatawag na interface sa pagitan ng isang electric current conductor na may electronic conductivity at isang electric current conductor na may ionic conductivity, o, sa madaling salita , ang lugar kung saan nagbabago ang elektronikong mekanismo ng paglilipat ng singil sa kuryente sa ionic (at kabaliktaran). Sa isang mas makitid na kahulugan, ang isang elektrod ay madalas na tinatawag na isang conductor ng electric current na may electronic conductivity.
kanin. 7.1.Schematic na representasyon ng isang galvanic cell
Isagawa natin ang reaksyon sa pagitan ng Sn 2+ at Fe 3+ upang ang mga proseso ng oksihenasyon at pagbabawas ay spatial na pinaghihiwalay (Larawan 7.1). Sa isang sisidlan na naglalaman ng Sn 2+ at Sn 4+, magaganap ang mga sumusunod na proseso. Ang Sn 2+ ions ay magbibigay ng mga electron sa platinum wire at magiging Sn 4+. Sa parallel, magaganap din ang baligtad na proseso. Pagkaraan ng ilang panahon, ang ekwilibriyo ay itatatag sa sistema:Sn 4+ + Sn 2+
kanin. 7.2.Ang paglitaw ng potensyal ng elektrod
Bilang resulta ng pagtatatag ng equilibrium na ito, ang ibabaw ng platinum wire at ang solusyon na malapit dito ay magkakaroon ng ibang singil, at ang pagbuo ng tinatawag na "double electric layer" ay magaganap (Fig. 7.2). Sa interface ng metal-solution, isang potensyal na pagkakaiba ang lalabas, na tinatawag potensyal ng elektrod.Magaganap ang mga katulad na proseso sa isang sistemang naglalaman ng Fe 2+ at Fe 3+. Gayunpaman, dahil ang Fe 2+ ions ay may mas mababang kakayahang mag-donate ng mga electron kaysa sa Sn 2+, at ang Fe 3+ ions, nang naaayon, ay may higit na kakayahang tumanggap ng mga electron kaysa sa Sn 4+, kung gayon ang ibabaw ng isang platinum wire na inilubog sa isang solusyon. na naglalaman ng Fe 2+ at Fe 3+ ay mas mababa ang negatibong sisingilin kaysa sa Sn 2+ at Sn 4+ na ibinagsak sa solusyon.
Ikonekta natin ang mga platinum plate na inilubog sa mga solusyon gamit ang isang metal conductor. Upang makumpleto ang circuit, ikinonekta namin ang parehong mga solusyon sa isang tulay ng asin - isang tubo na naglalaman ng isang solusyon sa KCl. Sa resultang sistema, tinatawag galvanic cell, magsisimulang dumaloy ang electric current. Kung magsasama ka ng potentiometer o high-resistance voltmeter sa circuit na ito, maaari mong sukatin ang EMF nito, na magpapakita ng kakayahan ng Fe 3+ ions na tumanggap ng mga electron mula sa Sn 2+.
Ang ganap na halaga ng potensyal ng elektrod ng isang indibidwal na elektrod ay hindi matukoy. Posible lamang na matukoy ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang electrodes. Sa prinsipyo, ito ay maaaring gawin para sa bawat tiyak na reaksyon. Gayunpaman, mas maginhawang pumili ng isang karaniwang elektrod, kung saan isasagawa ang lahat ng mga sukat ng potensyal ng elektrod. Ang isang karaniwang hydrogen electrode ay ginagamit bilang isang reference electrode.
kanin. 7.3 Karaniwang hydrogen electrode
Ang karaniwang hydrogen electrode ay isang platinum plate na puspos ng hydrogen, na nasa solusyon ng H 2 SO 4 o HClc (Larawan 7.3). Upang madagdagan ang kapasidad ng adsorbing, ang platinum ay pinahiran ng isang layer ng spongy platinum. Upang mababad ang ibabaw ng platinum na may hydrogen, ang gaseous H2 (p = 1 atm) ay dumaan sa solusyon. Ang isang equilibrium ay itinatag sa pagitan ng hydrogen na natunaw sa platinum at hydrated hydrogen cation sa solusyon:2H + + H 2 (Pt)
Ang potensyal ng isang karaniwang hydrogen electrode ay ipinapalagay na zero sa anumang temperatura.
Standard electrode half-reaksyon potensyal(E 0 , 0) - Ito ang EMF ng isang galvanic cell na binubuo ng isang elektrod sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, kung saan nangyayari ang kalahating reaksyon na ito, at isang karaniwang hydrogen electrode.
Ang hydrogen electrode ay hindi maginhawang gamitin, samakatuwid, sa pagsasagawa, ang pangalawang karaniwang mga electrodes ay ginagamit bilang mga karaniwang electrodes, ang potensyal kung saan nauugnay sa SHE ay tinutukoy na may mataas na katumpakan. Ang isa sa gayong elektrod ay isang pilak na klorido na elektrod,
Ang tanda ng karaniwang potensyal na kalahating reaksyon ay nakasalalay sa napiling direksyon ng kalahating reaksyon. Kapag nagbabago ng direksyon, ang tanda ay baligtad. Halimbawa, para sa kalahating reaksyon (A) E 0 = +0.771 V, samakatuwid, para sa kabaligtaran na kalahating reaksyon nito (B) E 0 = - 0.771 V.
(A) Fe 3+ + Fe 2+ (B) Fe 2+ - Fe 3+
Ang potensyal na nagpapakilala sa proseso ng pagbawi, halimbawa, tulad ng (A), ay tinatawag pambawi, at ang potensyal na katangian ng proseso ng oksihenasyon, halimbawa, tulad ng (B) - oxidative. Sa kasalukuyan, ang halaga ng potensyal ng elektrod ng kalahating reaksyon ay karaniwang tinutukoy bilang ang proseso ng pagbabawas ng oxidized form
Kung mas malaki ang potensyal ng elektrod, mas malakas ang oxidizing properties ng oxidized form ng substance at mas mahina ang reducing properties ng reduced form nito. Halimbawa, ang permanganate ion sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon sa isang acidic na kapaligiran ay isang mas malakas na oxidizing agent kaysa sa dichromate ion.
Cr 2 O 7 2- + 14H + + 2Cr 3+ + 7H 2 O E 0 = +1.33 V
MnO 4 - + 8H + + Mn 2+ + 4H 2 O E 0 = +1.51 V
Kung para sa kalahating reaksyon ng interes sa amin ang halaga ng E 0 ay hindi ibinigay sa reference na panitikan, para sa isang kadahilanan o iba pa, kung gayon maaari itong kalkulahin gamit ang mga potensyal ng iba pang kalahating reaksyon.
Halimbawa 7.1.Kalkulahin ang halaga ng E 0 para sa redox coupleFe 3+ / Fe , kung ito ay kilala na
Fe 2+ + 2Fe( 
= -0.473V)Fe 3+ +Fe 2+ ( 
= +0.771V)
Kapag nagdaragdag ng una at pangalawang equation, nakukuha namin ang equation ng kalahating reaksyon na interesado kami:
Fe 3+ + 3Fe
Ang halaga ng karaniwang potensyal ng elektrod ng isang ibinigay na kalahating reaksyon ay hindi magiging katumbas ng kabuuan at, i.e. 0.298V. Ang halaga ng E 0 ay hindi nakasalalay sa dami ng sangkap (potensyal ay isang intensive, hindi malawak na dami), samakatuwid hindi maidaragdag ang mga potensyal.
Hindi tulad ng potensyal ng elektrod, ang G ay nakasalalay sa dami ng sangkap, samakatuwid G 3 = G 1 + G 2. Kaya naman
Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga potensyal ng elektrod ng ahente ng oxidizing na nakikilahok sa direktang reaksyon at ang na-oxidized na anyo ng ahente ng pagbabawas na nabuo sa panahon ng reaksyon ay tinatawag naReaksyon ng EMF ( E).
Sa pamamagitan ng magnitude ng EMF, maaaring hatulan ng isa kung posible o hindi ang kusang paglitaw ng isang reaksyon.
Halimbawa 7.2.Tukuyin kung ang reaksyon ng oksihenasyon ng mga iodide ion ay maaaring mangyari nang kusang-loob sa ilalim ng mga karaniwang kondisyonFe 3+ .
2Fe 3+ + 2I - 2Fe 2+ + I 2
=
-
= 0.771 - 0.536 = 0.235V
Ang reaksyong ito ay maaaring kusang magpatuloy sa pasulong na direksyon.
Para sa isang galvanic cell, ang sumusunod na anyo ng notasyon ay pinagtibay (gamit ang halimbawa ng elementong Daniel):
Zn | ZnSO 4 || CuSO 4 | Cu,
nasaan ang patayong linya | nagsasaad ng hangganan ng bahagi, at ang dobleng patayong linya || - tulay ng asin. Ang elektrod kung saan nangyayari ang oksihenasyon ay tinatawag anode; ang elektrod kung saan nangyayari ang pagbabawas ay tinatawag katod. Nakaugalian na magsulat ng isang galvanic cell upang ang anode ay nasa kaliwa.
Ang mga kalahating reaksyon ng electrode ay karaniwang isinusulat bilang mga reaksyon ng pagbabawas (Talahanayan 12.1), samakatuwid ang pangkalahatang reaksyon sa isang galvanic cell ay nakasulat bilang pagkakaiba sa pagitan ng mga reaksyon sa kanan at kaliwang mga electrodes:
Kanang elektrod: Cu 2+ + 2e = Cu
Kaliwang elektrod: Zn 2+ + 2e = Zn
Pangkalahatang reaksyon: Cu 2+ + Zn = Cu + Zn 2+
Potensyal E ang elektrod ay kinakalkula ng Formula ng Nernst:
saan a Baka at a Pula - aktibidad ng na-oxidized at nabawasan na mga anyo ng sangkap na nakikilahok sa kalahating reaksyon; E o- karaniwang potensyal elektrod (na may a Baka = a Pula =1); n- bilang ng mga electron na nakikilahok sa kalahating reaksyon; R- pare-pareho ang gas; T- ganap na temperatura; F- Faraday pare-pareho. Sa 25 o C
Ang mga karaniwang potensyal ng electrode ng mga electrodes ay sinusukat na may kaugnayan sa isang karaniwang hydrogen electrode, ang potensyal nito ay ipinapalagay na zero. Ang mga halaga ng ilang karaniwang potensyal na elektrod ay ibinibigay sa Talahanayan 12.1.
Electromotive force ( EMF) ng elemento ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng kanan at kaliwang electrodes:
E= E P - E L.
Kung ang EMF ng elemento ay positibo, kung gayon ang reaksyon (tulad ng nakasulat sa elemento) ay kusang nagpapatuloy. Kung ang EMF ay negatibo, kung gayon ang kabaligtaran na reaksyon ay nangyayari nang kusang.
Ang karaniwang EMF ay katumbas ng karaniwang potensyal na pagkakaiba:
Para sa elementong Daniel ang karaniwang emf ay
E o = E o(Cu 2+ /Cu) - E o(Zn 2+ /Zn) = +0.337 - (-0.763) = +1.100 V.
Ang emf ng elemento ay nauugnay sa G reaksyon na nagaganap sa elemento:
G = - nFE.
.
Ang equilibrium constant ng reaksyong nagaganap sa elementong Daniel ay katumbas ng
= 1.54 . 10 37 .
Alam koepisyent ng temperatura ng emf
, makakahanap ka ng iba pang thermodynamic function:
H = G + T S = - nFE + .
Talahanayan 12.1. Mga karaniwang potensyal ng elektrod sa 25 o C.
(Makikita ang mas kumpletong data sa
database sa mga potensyal na redox
Electrode |
Reaksyon ng elektrod |
|
| Li+/Li | Li + + e = Li | -3.045 |
| K+/K | K ++ e = K | -2.925 |
| Ba 2+ /Ba | Ba 2+ + 2e = Ba | -2.906 |
| Ca 2+ /Ca | Ca 2+ + 2e = Ca | -2.866 |
| Na+/Na | Na + + e = Na | -2.714 |
| La 3+ /La | La 3+ + 3e = La | -2.522 |
| Mg 2+ /Mg | Mg 2+ + 2e = Mg | -2.363 |
| Maging 2+ / Maging | Maging 2+ + 2e = Maging | -1.847 |
| A1 3+ /A1 | Al 3+ + 3e = Al | -1.662 |
| Ti 2+ /Ti | Ti 2+ + 2e = Ti | -1.628 |
| Zr 4+ /Zr | Zr 4+ + 4e = Zr | -1.529 |
| V 2+ /V | V 2+ + 2e = V | -1.186 |
| Mn 2+ /Mn | Mn 2+ + 2e = Mn | -1.180 |
| WO 4 2- /W | WO 4 2- + 4H 2 O + 6e = W + 8OH - | -1.05 |
| Se 2-/Se | Se + 2e = Se 2- | -0.77 |
| Zn 2+ /Zn | Zn 2+ + 2e = Zn | -0.763 |
| Cr 3+ /Cr | Cr 3+ + 3e = Cr | -0.744 |
| Ga 3+ /Ga | Ga 3+ + 3e = Ga | -0.529 |
| S 2-/S | S+2e=S2- | -0.51 |
| Fe 2+ /Fe | Fe 2+ + 2e = Fe | -0.440 |
| Cr 3+ ,Cr 2+ /Pt | Cr 3+ + e = Cr 2+ | -0.408 |
| Cd 2+ /Cd | Cd 2+ + 2e = Cd | -0.403 |
| Ti 3+ , Ti 2+ /Pt | Ti 3+ + e = Ti 2+ | -0.369 |
| Tl + /Tl | Tl + + e = Tl | -0.3363 |
| Co2+/Co | Co 2+ + 2e = Co | -0.277 |
| Ni 2+ /Ni | Ni 2+ + 2e = Ni | -0.250 |
| Mo3+/Mo | Mo 3+ + 3e = Mo | -0.20 |
| Sn 2+ /Sn | Sn 2+ + 2e = Sn | -0.136 |
| Pb 2+ /Pb | Pb 2+ + 2e = Pb | -0.126 |
| Ti 4+ , Ti 3+ /Pt | Ti 4+ +e = Ti 3+ | -0.04 |
| D + /D 2 , Pt | D ++ e = 1 / 2 D 2 | -0.0034 |
| H + /H 2 , Pt | H ++ e = 1 / 2 H 2 | 0.000 |
| Ge 2+ /Ge | Ge 2+ + 2e = Ge | +0.01 |
| Br - /AgBr/Ag | AgBr + e = Ag + Br - | +0.0732 |
| Sn 4+ , Sn 2+ /Pt | Sn 4+ + 2e = Sn 2+ | +0.15 |
| Cu 2+ , Cu + /Pt | Cu 2+ + e = Cu + | +0.153 |
| Cu 2+ /Cu | Cu 2+ + 2e = Cu | +0.337 |
| Fe(CN) 6 4- , Fe(CN) 6 3- /Pt | Fe(CN) 6 3- + e = Fe(CN) 6 4- | +0.36 |
| OH - /O 2 , Pt | l / 2 O 2 + H 2 O + 2e = 2OH - | +0.401 |
| Cu+/Cu | Cu ++ e = Cu | +0.521 |
| J - /J 2 , Pt | J 2 + 2e = 2J - | +0.5355 |
| Te 4+ /Te | Te 4+ + 4e = Te | +0.56 |
| MnO 4 - , MnO 4 2- /Pt | MnO 4 - + e = MnO 4 2- | +0.564 |
| Rh 2+ /Rh | Rh 2+ /Rh | +0.60 |
| Fe 3+ , Fe 2+ /Pt | Fe 3+ + e = Fe 2+ | +0.771 |
| Hg 2 2+ /Hg | Hg 2 2+ + 2e = 2Hg | +0.788 |
| Ag+/Ag | Ag ++ e = Ag | +0.7991 |
| Hg 2+ /Hg | Hg 2+ + 2e = Hg | +0.854 |
| Hg 2+ , Hg + /Pt | Hg 2+ + e = Hg + | +0.91 |
| Pd 2+ /Pd | Pd 2+ + 2e = Pd | +0.987 |
| Br - /Br 2 , Pt | Br 2 + 2e = 2Br - | +1.0652 |
| Pt 2+ /Pt | Pt 2+ + 2e = Pt | +1.2 |
| Mn 2+ , H + /MnO 2 , Pt | MnO 2 + 4H + + 2e = Mn 2+ + 2H 2 O | +1.23 |
| Cr 3+ , Cr 2 O 7 2- , H + /Pt | Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6e = 2Cr 3+ + 7H 2 O | +1.33 |
| Tl 3+ , Tl + /Pt | Tl 3+ + 2e = Tl + | +1.25 |
| Cl - /Cl 2 , Pt | Cl 2 + 2e = 2Cl - | +1.3595 |
| Pb 2+ , H + /PbO 2 , Pt | PbO 2 + 4H + + 2e = Pb 2+ + 2H 2 O | +1.455 |
| Au 3+ /Au | Au 3+ + 3e = Au | +1.498 |
| MnO 4 - , H + /MnO 2 , Pt | MnO 4 - + 4H + + 3e = MnO 2 + 2H 2 O | +1.695 |
| Ce 4+ , Ce 3+ /Pt | Ce 4+ + e = Ce 3+ | +1.61 |
| SO 4 2-,H + /PbSO 4, PbO 2, Pb | PbO 2 + SO 4 2- + 4H + + 2e = PbSO 4 + 2H 2 O |
+1.682 |
| Au+/Au | Au ++ e = Au | +1.691 |
| H - /H 2 , Pt | H 2 + 2e = 2H - | +2.2 |
| F - /F 2 , Pt | F 2 + 2e = 2F - | +2.87 |
Cu 2+ + 2e = Cu G o= -nFE o= -2(96485 Cl. mol -1)(+0.337 V) = -65031 J. mol -1.
Cu ++ e = Cu G o= -nFE o= -(96485 Cl. mol -1)(+0.521 V) = -50269 J. mol -1.
Ang pagbabawas, nakukuha natin:
Cu 2+ + e = Cu + G o= -nFE o= -3(96485 Cl. mol -1) E o= -14762 J mol -1,
saan E o= +0.153 V.
Halimbawa 12-2. Gumuhit ng diagram ng isang galvanic cell kung saan nangyayari ang reaksyon
Ag | AgBr| Br - || Ag + | Ag
Kanang elektrod: Ag ++ e = Ag E o= 0.7792 V
Kaliwang elektrod: AgBr + e = Ag + Br - E o= 0.0732 V
Pangkalahatang reaksyon: Ag + + Br - = AgBr E o= 0.7260 V
G o= -nFE o= -(96485 Cl. mol -1)(0.7260 V) = -70.05 kJ. nunal -1
= 1.872 . 10 12
1/K= a(Ag+). a(Br -) = m(Ag+). m(Br -) . () 2 = m 2 () 2
Mula dito, setting = 1, nakukuha namin m= 7.31. 10 -7 mol. kg -1
Halimbawa 12-3. H ang reaksyong Pb + Hg 2 Cl 2 = PbCl 2 + 2Hg na nagaganap sa isang galvanic cell ay katumbas ng -94.2 kJ. mol -1 sa 298.2 K. Ang emf ng elementong ito ay tumataas ng 1.45. 10 -4 V na may pagtaas ng temperatura na 1K. Kalkulahin ang EMF ng elemento at S sa 298.2 K.
2. 96485.
G = H - T S = -nFE 1.45. 10 -4 = 28.0 (J. mol -1. K -1).
, saan
Ang bawat redox na reaksyon ay binubuo ng oksihenasyon at pagbabawas ng kalahating reaksyon. Kapag ang isang reaksyon ay nangyari sa isang galvanic cell o isinasagawa sa pamamagitan ng electrolysis, ang bawat kalahating reaksyon ay nangyayari sa kaukulang elektrod; Samakatuwid, ang mga kalahating reaksyon ay tinatawag ding mga proseso ng elektrod. Sa § 98 ipinakita na ang redox reaction na nagaganap sa isang galvanic cell ay tumutugma sa e. d.s. elementong ito E,
nauugnay sa pagbabago sa enerhiya ng Gibbs ng reaksyon ng AC sa pamamagitan ng equation: Alinsunod sa paghahati ng reaksyon ng redox sa dalawang kalahating reaksyon, ang mga puwersa ng electromotive ay kadalasang kinakatawan bilang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang dami, na ang bawat isa ay tumutugma sa isang ibinigay na kalahating reaksyon. Ang mga dami na ito ay tinatawag
mga potensyal ng elektrod.
Para sa isang copper-zinc cell, ang reaksyon na nangyayari sa panahon ng operasyon nito
nahahati sa kalahating reaksyon: Alinsunod dito, e. d.s. elementong ito(E)
ay maaaring kinakatawan bilang ang pagkakaiba sa mga potensyal ng elektrod (cp), ang isa sa mga ito (Cp 1) ay tumutugma sa una, at ang isa pa (cp 2) ay tumutugma sa pangalawa ng naitala na kalahating reaksyon:
Sa kasong ito, ang pagbabago sa Gibbs energy AC 1, na tumutugma sa thermodynamically reversible reduction ng isang mole ng copper ions, ay katumbas ng 
at ang pagbabago sa Gibbs energy AC 2, na tumutugma sa thermodynamically reversible oxidation ng isang mole ng zinc atoms, ay katumbas ng
Sa pangkalahatan, anumang proseso ng elektrod
tumutugma sa electrode potential cp at ang pagbabago sa Gibbs energy AG na katumbas ng:
Narito ang Red at Ox ay mga pagdadaglat ng mga salitang Latin na nagsasaad ng nabawas at na-oxidized na mga anyo ng mga sangkap na kasangkot sa proseso ng elektrod.
Sa hinaharap, nagsasalita tungkol sa mga proseso ng elektrod, isusulat namin ang kanilang mga equation sa direksyon ng pagbawas (maliban, siyempre, para sa mga kasong iyon kapag partikular na pinag-uusapan natin ang tungkol sa oksihenasyon).
Bilang resulta ng pag-aaral ng mga potensyal ng iba't ibang mga proseso ng elektrod, natagpuan na ang kanilang mga halaga ay nakasalalay sa sumusunod na tatlong mga kadahilanan: 1) sa likas na katangian ng mga sangkap na nakikilahok sa proseso ng elektrod; 2) sa ugnayan sa pagitan ng mga konsentrasyon ng mga sangkap na ito at 3) sa temperatura ng system. Ang pag-asa na ito ay ipinahayag ng equation: kung saan ср° - karaniwang potensyal ng elektrod ng prosesong ito - isang pare-pareho, ang pisikal na kahulugan nito ay tinalakay sa ibaba; pare-pareho ang gas; T- ganap na temperatura; 2 - ang bilang ng mga electron na nakikilahok sa proseso; F- pare-pareho ni Faraday; [Ox] at ang mga produkto ng mga konsentrasyon ng mga sangkap na kasangkot sa proseso sa oxidized (Ox) at binawasan (Red) na mga anyo.
Ang pisikal na kahulugan ng halagang φ° ay nagiging malinaw kapag isinasaalang-alang ang kaso kapag ang mga konsentrasyon (mga aktibidad) ng lahat ng mga sangkap na kalahok sa isang naibigay na proseso ng elektrod ay katumbas ng pagkakaisa. Sa ilalim ng kundisyong ito, ang pangalawang termino sa kanang bahagi ng equation ay naglalaho (log 1 = 0) at ang equation ay nasa anyo:
Ang mga konsentrasyon (mga aktibidad) na katumbas ng pagkakaisa ay tinatawag na mga karaniwang konsentrasyon (mga aktibidad). Samakatuwid, ang potensyal na naaayon sa kasong ito ay tinatawag karaniwang potensyal. Kaya, Ang karaniwang potensyal ng elektrod ay ang potensyal ng isang naibigay na proseso ng elektrod sa mga konsentrasyon(mas tiyak, mga aktibidad) ng lahat ng mga sangkap na nakikilahok dito, katumbas ng pagkakaisa.
Kaya, sa equation ng potensyal ng elektrod, ang unang termino (ср°) ay isinasaalang-alang ang impluwensya sa halaga nito ng likas na katangian ng mga sangkap,
at ang pangalawa 
- kanilang mga konsentrasyon. Bukod dito, parehong miyembro
pagbabago sa temperatura.
Para sa karaniwang temperatura na karaniwan sa mga pagsukat ng electrochemical (25 0 C = 298 K), kapag pinapalitan ang mga halaga ng pare-parehong dami R= 8.31 JDmol K), F= 96 500 C/mol] ang equation ay nasa anyo:
Upang makabuo ng numerical scale ng mga potensyal ng elektrod, ang potensyal ng anumang proseso ng elektrod ay dapat kunin na katumbas ng zero. Ang proseso ng elektrod ay pinagtibay bilang isang pamantayan para sa paglikha ng naturang sukat:
Ang pagbabago sa enerhiya ng Gibbs na nauugnay sa paglitaw ng kalahating reaksyon na ito sa ilalim ng mga karaniwang kundisyon ay kinuha na katumbas ng zero. Alinsunod dito, ang karaniwang potensyal ng proseso ng elektrod na ito ay ipinapalagay na zero. Ang lahat ng mga potensyal na elektrod na ibinigay sa aklat na ito, gayundin sa karamihan ng iba pang modernong publikasyon, ay ipinahayag ayon sa tinatawag na sukat ng hydrogen.
Ang proseso ng elektrod sa itaas ay isinasagawa sa hydrogen electrode. Ang huli ay isang platinum plate na electrolytically na pinahiran ng spongy platinum at inilubog sa isang acid solution kung saan ipinapasa ang hydrogen (Fig. 84). Ang hydrogen ay lubos na natutunaw sa platinum; sa kasong ito, ang mga molekula ng hydrogen ay bahagyang nahihiwa-hiwalay sa mga atomo (ang plato ay nag-catalyze sa agnas na ito). Sa ibabaw ng contact ng platinum na may solusyon sa acid, ang oksihenasyon ng mga atomo o pagbabawas ng mga hydrogen ions ay maaaring mangyari. Sa kasong ito, ang platinum ay halos hindi nakikilahok sa mga reaksyon ng elektrod at gumaganap, tulad nito, ang papel ng isang espongha na pinapagbinhi ng atomic hydrogen.
Ang potensyal ng hydrogen electrode ay muling ginawa na may napakataas na katumpakan. Samakatuwid, ang hydrogen electrode ay pinagtibay bilang isang pamantayan kapag lumilikha ng isang sukat ng mga potensyal na elektrod.
Itatag natin kung ano ang anyo ng pangkalahatang equation ng potensyal ng elektrod para sa isang hydrogen electrode. Alinsunod sa equation ng proseso ng elektrod 2 = 2, [Ох] = 2, =. Konsentrasyon
kanin.
kanin. 85.
sa kaliwa ay ang elektrod na ang potensyal ay kailangang masukat; sa kanan - calomel electrode; sa gitna ay may nagdudugtong sisidlan
Ang hydrogen na natunaw sa platinum ay proporsyonal sa bahagyang presyon nito rshch.
saan k- isang pare-parehong halaga sa isang naibigay na temperatura. Kasama ito sa halaga ng φ°, nakukuha natin ang:
Karaniwan ang bahagyang presyon ng hydrogen rshch ay pinananatili na katumbas ng normal na presyon ng atmospera, na kumbensiyonal na kinukuha bilang pagkakaisa. Sa kasong ito, ang huling termino ng resultang equation ay naglalaho (log 1 = 0). Pagkatapos
Dahil ang karaniwang potensyal ng prosesong isinasaalang-alang ay kinuha katumbas ng zero, kung gayon
o, isinasaalang-alang na ang Ig [H + ] = -pH, sa wakas ay nakukuha natin ang:
Upang matukoy ang potensyal ng isang partikular na proseso ng elektrod, kailangan mong lumikha ng isang galvanic cell mula sa pagsubok at karaniwang mga electrodes ng hydrogen at sukatin ang hal. d.s. Dahil ang potensyal ng isang karaniwang hydrogen electrode ay zero, ang sinusukat hal. d.s. ay kumakatawan sa potensyal ng isang naibigay na proseso ng elektrod.
Sa pagsasagawa, kapag nagsusukat ng mga potensyal, ang reference na electrode ay hindi ang karaniwang hydrogen electrode, ngunit ang iba pang mga electrodes na mas maginhawang gamitin at ang mga potensyal na nauugnay sa karaniwang hydrogen electrode ay kilala. Sa kasong ito, kinakailangan upang kalkulahin ang e. d.s. elemento ayon sa equation:
saan E- e. d.s. elemento; f cf ay ang kilalang potensyal ng reference electrode; f g - potensyal ng elektrod sa ilalim ng pagsubok.
Ang paglutas ng equation para sa φ x, makuha namin ang:
Ang silver chloride at calomel electrodes ay kadalasang ginagamit bilang reference electrodes. Ang silver chloride electrode ay isang silver wire na pinahiran ng isang layer ng AgCl at inilubog sa isang solusyon ng hydrochloric acid o asin nito. Kapag ang circuit ay sarado, ang reaksyon ay nangyayari dito:
Ang calomel electrode ay pinahiran ng mercury na may suspensyon ng calomel Hg 2 Cl 2 sa isang solusyon ng KS1. Ang mga potensyal ng mga electrodes na ito ay muling ginawa nang may mataas na katumpakan. Sa Fig. Ang 85 ay nagpapakita ng isang circuit na may calomel electrode.
Upang mahanap ang halaga ng potensyal ng elektrod, kinakailangang sukatin hindi ang boltahe ng elemento ng pagtatrabaho, ngunit tiyak na e. d.s. Kapag nagsusukat e. d.s. Ang paglaban ng panlabas na circuit (i.e. ang aparato ng pagsukat) ay napakataas. Sa kasong ito, ang reaksyon ay halos hindi nangyayari sa elemento. Kaya, ang mga potensyal ng elektrod ay tumutugma sa nababaligtad na kurso ng mga proseso o, kung ano ang pareho, sa estado ng electrochemical equilibrium sa mga electrodes. Samakatuwid, ang mga potensyal na elektrod ay madalas na tinatawag equilibrium electrode potensyal o kaya lang mga potensyal na ekwilibriyo.
Nasa ibaba ang isang pangkalahatang equation para sa potensyal ng elektrod sa pinakamahalagang kaso.
1. Ang proseso ng elektrod ay ipinahayag ng equation
kung saan ang M ay nagsasaad ng mga atomo ng isang metal, M g+ - ang 2-charged ions nito.
Kasama sa kasong ito ang parehong mga electrodes ng isang elemento ng tanso-sinc at, sa pangkalahatan, anumang metal na elektrod sa isang solusyon ng asin ng parehong metal. Dito, ang oxidized na anyo ng metal ay ang mga ion nito, at ang pinababang anyo ay ang mga atomo nito. Dahil dito, [Ox] = [M 2+ ], a = const, dahil ang konsentrasyon ng mga atomo sa isang metal sa isang pare-parehong temperatura ay isang pare-parehong halaga. Kasama ang halaga ng pare-parehong ito sa halaga ng φ°, nakuha namin ang:
Halimbawa, para sa proseso 
at para sa proseso 
2. Ang proseso ng elektrod ay ipinahayag ng equation:
Sa kasong ito, ang parehong oxidized (M) at nabawasang (M) na mga anyo ng metal ay nasa solusyon at ang kanilang mga konsentrasyon ay nagbabago. kaya lang
Halimbawa, para sa proseso 
Dito at sa mga kasong tinalakay sa ibaba, ang elektrod kung saan nagaganap ang proseso ng elektrod ay gawa sa isang hindi gumagalaw na materyal. Ang platinum ay kadalasang ginagamit bilang isang materyal.
Tumingin kami sa mga halimbawa kung saan ang mga ion lamang na binubuo ng isang elemento ang nakibahagi sa mga proseso ng elektrod. Gayunpaman, kadalasan ang isang sangkap na na-oxidized o nabawasan ay binubuo ng hindi isa, ngunit dalawa o higit pang mga elemento. Kadalasan, ang oxidizing agent ay naglalaman ng oxygen; Sa kasong ito, ang tubig at ang mga produkto ng dissociation nito - mga hydrogen ions (sa isang acidic na kapaligiran) o hydroxide ions (sa isang alkaline na kapaligiran) ay kadalasang nakikilahok din sa proseso ng elektrod. Isaalang-alang natin kung ano ang magiging hitsura ng mga potensyal na equation para sa mga proseso ng elektrod sa mga ganitong kaso.
3. Ang proseso ng elektrod ay ipinahayag ng equation:
Ang kalahating reaksyon na ito (kapag nagpapatuloy ito sa pagbabawas) ay gumaganap ng napakahalagang papel sa kaagnasan ng mga metal (tingnan ang § 196). Ang oxygen ay ang pinakakaraniwang oxidizing agent na nagdudulot ng kaagnasan ng mga metal sa may tubig na kapaligiran.
Sa proseso ng elektrod na isinasaalang-alang, bilang isang resulta ng pagbawas ng oxygen na nagaganap sa pakikilahok ng mga hydrogen ions, nabuo ang tubig. Samakatuwid, = 2, at [Ox] = 4. Ang konsentrasyon ng tubig sa mga dilute na solusyon ay maaaring ituring na pare-pareho. Ang konsentrasyon ng oxygen sa isang solusyon ay proporsyonal sa bahagyang presyon nito sa itaas ng solusyon ( = kp 02). Nang maisagawa ang mga kinakailangang pagbabagong-anyo at tinutukoy ang kabuuan ng mga pare-parehong dami sa pamamagitan ng f°, nakukuha natin ang:
Para sa prosesong isinasaalang-alang, f° = 1.228 V, samakatuwid
Sa isang bahagyang presyon ng oxygen na katumbas ng normal na presyon ng atmospera (na karaniwang ipinapalagay na katumbas ng pagkakaisa), Ig Pq 2 = 0, at ang huling equation ay nagiging
4. Para sa mga proseso ng elektrod na isinulat ng mas kumplikadong mga equation, ang mga expression para sa mga potensyal ay naglalaman ng mas malaking bilang ng mga variable na konsentrasyon. Isaalang-alang, halimbawa, ang proseso ng elektrod:
Ang kalahating reaksyon na ito ay nangyayari (sa direksyon ng pagbabawas) kapag ang potassium permanganate ay tumutugon sa karamihan ng mga ahente ng pagbabawas sa isang acidic na kapaligiran.
Ang mga konsentrasyon ng lahat ng mga sangkap na kasangkot sa proseso ng elektrod na isinasaalang-alang, maliban sa tubig, ay mga variable na dami. Para sa prosesong ito, φ° = 1.507 V. Ang electrode potential equation ay may anyo:
Ang mga halimbawa 3 at 4 ay nagpapakita na sa kaso ng mga prosesong electrochemical na kinasasangkutan ng tubig, ang konsentrasyon ng mga hydrogen ions ay kasama sa numerator ng logarithmic term ng potensyal na equation. Samakatuwid, ang mga potensyal ng elektrod ng naturang mga proseso ay nakasalalay sa pH ng solusyon at mas malaki, mas acidic ang solusyon.
Tulad ng nabanggit na, ang pag-asa ng potensyal ng elektrod sa likas na katangian ng mga sangkap na nakikilahok sa proseso ng elektrod ay isinasaalang-alang: Talahanayan 18
Mga potensyal ng electrode sa mga may tubig na solusyon sa 25 °C at sa isang bahagyang presyon ng gas na katumbas ng normal na presyon ng atmospera
|
Proseso ng elektrod |
|
 |
|
 |
|
Tapusin
|
Proseso ng elektrod |
Equation ng potensyal ng elektrod |
ranggo sr°. Kaugnay nito, kaugalian na ayusin ang lahat ng mga proseso ng elektrod sa isang serye ayon sa halaga ng kanilang karaniwang mga potensyal. Sa mesa 18, ang mga equation ng pinakamahalagang proseso ng elektrod at ang kaukulang mga potensyal ng elektrod ay ibinibigay sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng mga halaga ng sr°.
Ang posisyon ng isang partikular na electrochemical system sa seryeng ito ay nagpapakilala sa kakayahan nitong redox. Sa ilalim sistema ng electrochemical dito namin ibig sabihin ang kabuuan ng lahat ng mga sangkap - mga kalahok sa proseso ng elektrod na ito.
Ang kakayahan sa redox ay isang konsepto na nagpapakilala sa isang electrochemical system, ngunit madalas na pinag-uusapan ng mga tao ang kakayahan ng redox ng isang substance (o ion). Gayunpaman, dapat itong isipin na maraming mga sangkap ang maaaring ma-oxidized o mabawasan sa iba't ibang mga produkto. Halimbawa, ang potassium permanganate (MnOJ ion) ay maaaring, depende sa mga kondisyon, pangunahin sa pH ng solusyon, ay maaaring mabawasan sa Mn 2+ ion, o sa MnO 2, o sa MnO|“ ion.
Ang kaukulang mga proseso ng elektrod ay ipinahayag ng mga equation:
Dahil ang mga karaniwang potensyal ng tatlong proseso ng elektrod na ito ay magkakaiba (tingnan ang Talahanayan 18), ang posisyon ng tatlong sistemang ito sa seryeng cp° ay iba rin. Kaya, ang parehong oxidizing agent (MnOJ) ay maaaring sakupin ang ilang mga lugar sa serye ng mga karaniwang potensyal.
Ang mga elemento na nagpapakita lamang ng isang antas ng oksihenasyon sa kanilang mga compound ay may mga simpleng katangian ng redox at sumasakop sa ilang mga lugar sa serye ng mga karaniwang potensyal. Kabilang dito ang pangunahing mga metal ng mga pangunahing subgroup ng mga pangkat I-III ng periodic system. Maraming mga lugar sa serye ng cp° ang inookupahan ng mga elementong iyon na bumubuo ng mga compound ng iba't ibang antas ng oksihenasyon - nonmetals at maraming mga metal ng mga subgroup na subsidiary ng periodic table.
Ang isang bilang ng mga karaniwang potensyal na elektrod ay ginagawang posible upang malutas ang isyu ng direksyon ng kusang paglitaw ng mga reaksyon ng redox. Tulad ng sa pangkalahatang kaso ng anumang kemikal na reaksyon, ang pagtukoy sa kadahilanan dito ay ang tanda ng pagbabago sa enerhiya ng Gibbs ng reaksyon. Kung ang isang galvanic cell ay ginawa mula sa dalawang electrochemical system, kung gayon sa panahon ng operasyon nito, ang mga electron ay kusang lilipat mula sa negatibong poste ng elemento patungo sa positibo, i.e. mula sa isang electrochemical system na may mas mababang halaga ng electrode potential hanggang sa isang system na may mas mataas na halaga. Ngunit nangangahulugan ito na ang una sa mga sistemang ito ay kikilos bilang isang ahente ng pagbabawas, at ang pangalawa bilang isang ahente ng oxidizing. Samakatuwid, sa isang galvanic cell Ang redox reaction ay maaaring kusang magpatuloy sa isang direksyon kung saan ang electrochemical system na may mas mataas na electrode potential ay kumikilos bilang isang oxidizing agent, i.e. ay ibinabalik. Sa direktang pakikipag-ugnayan ng mga sangkap, ang posibleng direksyon ng reaksyon ay, siyempre, ay magiging katulad ng kapag ito ay isinasagawa sa isang galvanic cell.
Kung ang ahente ng oxidizing at ang ahente ng pagbabawas ay matatagpuan malayo sa isa't isa sa serye ср°, kung gayon ang direksyon ng reaksyon ay halos ganap na tinutukoy ng kanilang magkaparehong posisyon sa seryeng ito. Halimbawa, ang zinc (φ° = -0.763 V) ay aalisin ang tanso (φ° = +0.337 V) mula sa isang may tubig na solusyon ng asin nito sa anumang praktikal na magagawa na konsentrasyon ng solusyon na ito. Kung ang mga halaga ng φ° para sa ahente ng oxidizing at ahente ng pagbabawas ay malapit sa isa't isa, kung gayon kapag nagpapasya sa direksyon ng kusang kurso ng reaksyon, kinakailangang isaalang-alang ang impluwensya ng mga konsentrasyon ng kaukulang mga sangkap sa mga potensyal ng elektrod. Halimbawa, reaksyon
maaaring kusang pumunta mula kaliwa hanggang kanan at mula kanan pakaliwa. Ang direksyon ng daloy nito ay tinutukoy ng mga konsentrasyon ng iron at mercury ions. Dalawang electrochemical system ang kasangkot sa reaksyong ito: 
Ang mga potensyal ay tumutugma sa kaukulang mga proseso ng elektrod:
Ang mga halaga ng Cp 1 at cp 2 sa mol/1000
g H 2 O ay pantay, ayon sa pagkakabanggit:
Kaya, sa ibinigay na ratio ng konsentrasyon Cp 1 > cp 2 at ang reaksyon ay nagpapatuloy mula kaliwa hanggang kanan.
Ngayon kalkulahin natin ang Cp 1 at cp 2 na may kabaligtaran na ratio ng konsentrasyon. Hayaan
Dahil dito, sa mga konsentrasyong ito cp 2 > Cp 1 at ang reaksyon ay nagpapatuloy mula sa kanan papuntang kaliwa.
Kung ang reaksyon ng redox ay nangyayari sa pakikilahok ng tubig at hydrogen ions o hydroxide ions, kung gayon ang halaga ng pH ng daluyan ay dapat ding isaalang-alang.
Sa mesa 18 kasama ang 39 kalahating reaksyon; sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga ito sa isa't isa, posibleng malutas ang tanong ng direksyon ng kusang paglitaw ng 39 38/2 = 741 reaksyon.
Halimbawa. Tukuyin ang direksyon ng posibleng reaksyon:
Isulat natin ang equation ng reaksyon sa ionic-molecular form:
Sa mesa 18 nakita natin ang karaniwang mga potensyal ng elektrod ng mga electrochemical system na kasangkot sa reaksyon:
Ang oxidizing agent ay palaging isang electrochemical system na may mas mataas na potensyal ng electrode. Dahil dito ang cp 2 ° ay makabuluhang mas malaki kaysa sa Cp 1 0, kung gayon sa halos anumang konsentrasyon ng mga nakikipag-ugnay na sangkap, ang bromide ion ay magsisilbing ahente ng pagbabawas at ma-oxidized ng lead dioxide: ang reaksyon ay kusang magpapatuloy mula kaliwa hanggang kanan.
Ang karagdagang isang partikular na sistema ay matatagpuan sa serye ng mga karaniwang potensyal, i.e. mas mataas ang standard potential nito, mas malakas ang oxidizing agent nito oxidized form. At, sa kabaligtaran, mas maaga ang sistema ay matatagpuan sa hilera, i.e. mas mababa ang halaga ng ср°, mas malakas ang reducing agent ang pinababang anyo nito. Sa katunayan, kabilang sa mga na-oxidized na anyo ng mga system sa dulo ng serye ay makikita natin ang mga malakas na ahente ng oxidizing gaya ng F 2, H 2 O 2, MP4. Ang pinakamakapangyarihang mga ahente ng pagbabawas ay ang mga pinababang anyo ng mga sistema sa simula ng serye: alkali at alkaline earth na mga metal.
Kapag naganap ang mga reaksyon ng redox, bumabagsak ang mga konsentrasyon ng mga panimulang sangkap, at tumataas ang mga produkto ng reaksyon. Ito ay humahantong sa isang pagbabago sa mga potensyal na halaga ng parehong kalahating reaksyon: bumababa ang potensyal ng elektrod ng oxidizer, at tumataas ang potensyal ng elektrod ng reducer. Kapag ang mga potensyal ng parehong mga proseso ay naging pantay sa isa't isa, ang reaksyon ay nagtatapos - isang estado ng kemikal na ekwilibriyo ay nangyayari.
