ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ
ПОТЕНЦИАЛ, равновесная разность гальвани-потенциалов (см. Межфазные
скачки потенциала)между электролитом (р-ром, расплавом, твердым электролитом)
и металлом (или др. электронным проводником), при к-рой с равной скоростью протекают
р-ции окисления и восстановления.
Простейший пример возникновения
О.-в.п. представляет система, в к-рой устанавливается равновесие между атомами
металла и соответствующими катионами р-ра, напр.: ZnZn2+
+ 2е, СuCu2+
+ 2е и т.п. В таких системах О.-в.п. зависит от природы металла и термодинамич.
активности окисленной формы (Zn2+, Cu2+).
Если индифферентный электрод
погружен в электролит, содержащий окислит.-восстановит. (редокс-) систему, то
в такой системе протекает два электродных процесса, или две окислит.-восстановит.
полуреакции, сопровождающиеся переходом электронов между участвующими в р-ции
молекулами или (и) ионами. В общем виде этот процесс м.б. изображен: Ох + neRed
(Ox и Red - окисленная и восстановленная формы частицы или частиц, п - число
электронов, участвующих в р-ции). О.-в.п., возникающий в таких системах, зависит
от природы редокс-реакции и от активностей (фугитивностей) обоих электроактивных
соед., а также др. возможных участников процесса (напр., Н+, ОН-
и т.д.) и не зависит от материала электрода.
На практике для определения
О.-в.п. строят электрохим. цепи из нек-рого стандартного электрода и электрода,
на к-ром протекает соответствующий редокс-процесс. В водных р-рах в качестве
стандартного используют водородный электрод. В такой цепи эдс приравнивается
к значению О.-в.п. и выражается Нернста уравнением:
где ai;-активности
участников редокс-процесса, vi - их стехио-метрич. коэффициенты,
R-универсальная газовая постоянная, T - абс. т-ра, F- число
Фарадея, причем для исходных в-в принимается vi < 0, а
для продуктов р-ции vi > 0. Стандартный потенциал Е0
равен О.-в.п. при активностях (или/и фугитивностях) компонентов, равных
единице, и зависит от природы редокс-процесса и от т-ры. В указанной цепи протекает
суммарная р-ция Ох + Н2Red
+ 2Н+ и Е0 = = - /nF,
где -стандартное
изменение своб. энергии Гиббса для этой р-ции. Т. обр., О.-в.п. можно рассматривать
как меру стандартной своб. энергии редокс-процесса. В связи с этим Е0м.б.
также вычислены из термодинамич. данных и констант равновесия соответствующих
процессов и сами могут служить для их нахождения. Величины Е0
сведены в таблицы и с их помощью можно решать вопрос о направлении и полноте
протекания тех или иных редокс-процессов.
Вместо термина "О.-в.п."
рекомендуется употреблять термины "обратимый потенциал", "потенциал
окислит.-восстановит. полуреакции" или "стандартный потенциал окислит.-восстановит.
полуреакции", к-рые более адекватно отражают физ. смысл явления образования
скачка потенциала.
=== Исп. литература для статьи «ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ»: Справочник
химика, 2 изд., т.З, М.-Л., 1964, с. 740; Дамаскин Б. Б., Петрий О. А., Электрохимия,
М., 1987; Standard potentials in aqueous solution, ed by A.J. Bard, R. Parsons,
J. Jordan, N.Y., 1985. О. А. Петрий.
Страница «ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|