4.Система метал – електролит

4.Система метал – електролит

Системата метал електролит се нарича електрод и полуелемент?

При потапяне на метал в р-р съдържащ негови йони са възможни 3 случая :

1. Йони от повърхността на мет.крист.реш. напускат кристала. Този преход е възможен, тъй като разположените на по повърхността на метала йони имат некомпенсирани връзки и съответно по-голяма свободна енергия от йоните, които се намират в обвивката на кристала. Преминалите в р-ра метални йони се солватират. Необходимата за този процес енергия се нарича енергия солватацията.

Енергията необходима за отделянето на метален йон от мет.крист.реш. се нарича енергия на прехода. Преминаването на йони от мет.крист.реш. към обема на р-ра е възможно, когато енергията на прехода е по-ниска от енергията на солватация.

2. Металните йони от обема на р-ра достигат металната повърхност, губят сулватната си обвивка и се включват в мет.крис.реш. Този преход е възможен, когато енергията на солватация по-ниска от енергията на прехода.

И в 2та случая след известно време стават възможни обратни преходи т.е. ако първоначално йон се е отделял от крис.реш. то от един момент на татък в следствие на нарастване на електроотрицателността на металния кристал и повишаване на концентрацията на металните йони, отделилите се йони при електроден слой електролит става възможен обратния преход.

Достига се до момент, в който скоростите на тези два прехода се изравняват. От този момент нататък в системата се установява динамично равновесие. Такова равновесие има и в двата случая.

3. Граничния случай, в който обмен на частици между твърдата фаза и течната не се извършва, практически не съществува поради протичането на абсорбационни процеси и други явления в системата. При установяване на динамично равновесие на фазовата граница метал – р-р се изгражда двоен електричен слой.

Полож.заряд напуска кристала.

В първия разгледан случай металът ще се зареди "-" поради излишъка на електрони компенсирали до този момент напусналия йон. До установяване на равновесие метала става все по електроотриц. "-" стат. поле ще превлича "+" заредените йони на р-р.

Създава се двоен електричен слой, който съгласно Хентълс има изцяло капацитивен характер. Изграждането на такъф капацитивен  електрически слой обяснява възникването на потенц. разлика между 2те фази : твърда – метал, течна – р-р.

Тази фазова потенц.разлика се нарича електроден потенциал (ЕП). ЕП е фазова потенц.разлика, която възниква на граничната повърхност метал – електролит. По нататъшно развитие на теорията на Хемихолс е теорията на Шерм, която разширява капацитивния слой добавяйки към него дифузионна част. Съгласно Щерм в при електро...........присъстват моментно и противоположно заредени по знак йони. В следствие на Брауновото движение на частиците или абсорбационните явления.

В слоя електролит непосредствено принадлежащ на металната повърхност решаваща ще бъде концентрацията на йоните имащи заряд противоположен на заряда на металната повърхност. Възприетия физичен модел обясняващ, възникването на потенциална разлика метал – р-р показва, че задачата за практическото измерване на действителните стойности на електродните потенциали на металите остава неопределен.

Действителните стойности на електродните потенциали на метала остават неизвестни. По тази причина се въвежда еталон в електрохимията. За еталон е възприет стандартния водороден електрод. Неговия потенциал е възприет за нула.

С въвеждането на еталон задачата за измерването на електродните потенциали на металите се свежда до измерване на електропровеждащото напрежение на хим.ел. Единия от електродите на този елемент е стандартен водороден електрод, а другия изследвания метал