Quel est le potentiel de l'électrode

Le potentiel d'électrode ou le potentiel d'électrode d'un métal est une différence de potentiel qui se produit à l'interface métal-solution lorsqu'un métal est immergé dans une solution d'électrolyte à la suite de l'interaction d'atomes d'ions métalliques de surface situés dans les nœuds d'un réseau cristallin avec polar molécules d'eau orientées vers la surface de l'électrode... Cela est dû à la formation d'une double couche électrique, c'est-à-dire à une répartition asymétrique des particules chargées à la frontière.

Le phénomène de dissolution des métaux dans les électrolytes est utilisé dans les sources chimiques d'électricité. Une plaque de métal fumée dans une solution de son propre sel, d'une manière ou d'une autre, a tendance à s'y dissoudre. Cette tendance est parfois appelée élasticité de dissolution du métal.

Une plaque de zinc immergée dans une solution de sulfate de zinc ZnTAKA4 donne des particules de zinc à la solution sous forme d'ions chargés positivement.Du fait que les atomes roses partent sous forme d'ions chargés positivement, un excès d'électrons libres se forme sur la plaque de zinc et celle-ci devient chargée négativement, et un excès d'ions positifs se forme dans la couche de liquide près de la surface du zinc, et donc cette couche est chargée positivement. De cette façon, une double couche électrique de charges spatialement séparées de signe opposé apparaît à l'interface entre le liquide et le métal.

Ces charges s'opposeront à un passage ultérieur du métal dans la solution - les plaques négatives retiennent l'ion métallique positif et la charge positive de l'électrolyte repousse l'ion métallique vers la plaque. En d'autres termes, le champ électrique de la double couche à l'interface métal-liquide s'oppose à la poursuite de la transition des ions métalliques en solution.Un équilibre s'établit entre les forces de la tendance du métal à se dissoudre, de nature chimique, et les forces électriques qui s'opposent.

Schéma de formation d'une double couche électrique à l'interface entre un métal et un électrolyte

Ainsi, du fait de la dissolution dans l'électrolyte, l'électrode métallique acquiert un certain potentiel d'électrode (c'est-à-dire électrochimique) par rapport à l'électrolyte, qui dépend du matériau de l'électrode et de la composition de l'électrolyte.

Cependant, les potentiels d'électrode peuvent être positifs. Cela se produit dans les cas où les ions positifs de la solution passent à l'électrode, la chargeant positivement, et la couche d'électrolyte - négativement, par exemple, lorsqu'une plaque de cuivre est immergée dans une solution suffisamment concentrée de sulfate de cuivre (CuSO)4).

La double couche électrique peut être assimilée à un condensateur dont l'une des plaques est la surface métallique et l'autre est une couche d'ions en solution sur la surface métallique. Entre les plaques chargées de manière opposée et il y a une différence, ou un saut, de potentiel.

Le saut de potentiel à l'interface électrode-solution peut servir de mesure de la capacité redox du système. Cependant, il est impossible de mesurer un tel saut de potentiel ou, de manière équivalente, la différence de potentiel entre les deux phases. Mais vous pouvez mesurer e. etc. c) des éléments composés des électrodes qui nous intéressent et d'une électrode (la même dans tous les cas) dont le potentiel est conditionnellement supposé nul.

Il a été mesuré, etc. C. caractérisera la capacité redox de l'électrode qui nous intéresse par rapport à un zéro conditionnel. La valeur ainsi obtenue est appelée potentiel interne du métal.

Pour mesurer le potentiel d'électrode de n'importe quel métal, il est nécessaire de placer une deuxième électrode dans l'électrolyte, qui à son tour aura un certain potentiel d'électrode, en fonction de son matériau. Par conséquent, seule la somme algébrique des potentiels de deux électrodes peut être mesurée directement.

Pour cette raison, les potentiels d'électrode de divers matériaux sont déterminés par rapport à un standard (une électrode à hydrogène, dont le potentiel est généralement pris égal à zéro.

D'autres électrodes de référence dont le potentiel par rapport à l'électrode étalon d'hydrogène est connu peuvent également être utilisées pour la mesure. Ce potentiel est également trouvé sur la base de la mesure de e. etc. c) un circuit composé d'une électrode de référence sélectionnée et d'une électrode à hydrogène standard.

Si l'électrode étudiée connectée à une électrode à hydrogène standard est négative, alors le signe » - » est attribué au potentiel interne, sinon, le signe « + ».

Par exemple, le potentiel d'électrode de zinc -0,76 V, cuivre +0,34 V, argent +0,8 V, ainsi mesuré dans une solution du sel métallique correspondant, est déterminé en soustrayant le potentiel le plus négatif du potentiel à -positif.

Si deux plaques métalliques avec un potentiel d'électrode différent sont placées dans l'électrolyte correspondant, par exemple, dans une solution d'acide sulfurique (H2SO4) placé zinc (Zn) et cuivre (Cth), alors un voltmètre connecté à ces plaques affichera une tension entre un peu plus de 1 V.

Cette tension, dans ce cas appelée e. etc. C. couple galvanique, sera due à la différence de potentiels d'électrode du cuivre, qui a un petit potentiel positif, et du zinc, qui a un potentiel négatif important. Un tel dispositif est la cellule galvanique la plus simple - la cellule Volta.

Dans une cellule galvanique, l'énergie chimique est convertie en énergie électrique et avec son aide, il est possible d'effectuer un travail électrique grâce à l'énergie d'une réaction chimique.

Mesure d'e. etc. c) les cellules galvaniques doivent être produites en l'absence de courant dans le circuit de la cellule. Sinon, le e mesuré. etc. s sera inférieur à la valeur définie comme la différence entre les potentiels d'équilibre des deux électrodes… En fait, une certaine concentration d'électrons sur les électrodes correspond au potentiel d'équilibre : plus il est positif, plus il est faible, plus il est négatif. En conséquence, la structure de la partie de la double couche qui est en solution est également différente.

Mesure d'e. etc. avecune cellule sans circulation de courant est généralement produite par la méthode de compensation. Pour l'appliquer, vous devez avoir quelques norme e. etc. avec L'élément dit normal sert de norme. Le plus souvent, ils utilisent l'élément normal mercure-cadmium de Weston, par ex. etc. avec qui est égal à 1,01830 V à 20°C.