Chemiazbzad3

4. Procesy zachodzące z zewnętrznym przepływem prądu

Elektroda wodorowa

Elektrodę wodorową opisuje się schematem Pt j H₂1H⁺. Standardowa elektroda wodor.; -wa jest zbudowana w ten sposób, że płytkę platynową opływa gazowy wodór wprowadzony pod ciśnieniem 1 atm, a cały układ zanurzony jest w roztworze kwasu solnego o stężeniu 1 mol/dm³. Dla takiej elektrody przyjmuje się wartość potencjału standardoweg równą 0 w każdej temperaturze i nazywa ją normalną elektrodą wodorową.

£° = 0 V

Dla uproszczenia obliczeń nie będziemy się zajmowali przypadkiem elektrody wodorowe pracującej pod innym ciśnieniem gazowego wodoru niż 1 atm. Jeśli stężenie kwasu, a di -kładniej stężenie jonów wodorowych jest różne od 1 mol/dm³, dla obliczenia potencjał-elektrody stosuje się wzór Nernsta:

a ponieważ £ ” ^ = 0 V

E = E°_lm, + 0,059 log[/T] E = 0,059 log [/T]

” ' -----------------------\

Przykład

Oblicz potencjał elektrody wodorowej opisanej schematem:

Pt | H₂1H⁺ 0,03 mol/dm³

Określ, czy w zestawieniu ze standardową elektrodą wodorową będzie ona pełniła rolę anody, czy katody. Napisz równania procesów elektrodowych zachodzących w tym ogniwie.

Rozwiązanie

1    krok. Obliczenie ze wzoru Nernsta potencjału elektrody.

E = (0,059 log 0,003) V

E = -0,15 V

2    krok. Określenie, która elektroda pełni rolę katody, a która anody.

E^{)u,_u+ = 0 V - wyższy potencjał - redukcja, katoda

E = -0,15 V - niższy potencjał - utlenianie, anoda

3    krok. Napisanie równań procesów zachodzących na anodzie i katodzie, katoda - redukcja: 2 H⁺ + 2 e^- —► H₂

anoda - utlenienie: H₂ —► 2 H⁺ + 2 e~

Odpowiedź: Tak skonstruowana elektroda ma potencjał -0,15 V. Pełni ona w odniesieniu do standardowej elektrody wodorowej rolę anody i zachodzi na niej proces elektrodowy:

H₂ —* 2 H⁺ + 2 e“

Na katodzie zachodzi proces:

2 H⁺ + 2 e" —* H₂