72177

1. Cel ćwiczenia:

Zapoznanie studentów z zagadnieniami dotyczącymi po^rfok ochronnych, sposobami ich wytwarzania oraz ich zastosowaniami.

2. Wstęp teoretyczny:

Potencjał elektrochemiczny metali.

Każdy metal zanurzony w elektrolicie posiada pewien potencjał. Potencjał ten jest związany z reakcją utlenienial ub redukcji metalu, bądź też onentacją cząsteczek z roztworu i jest równy różnicy potencjału na granicy faz metaUroztwór. Praca przejścia przez granicę faz jonu lub elektronu posiada naturę chemiczną i elektryczną. W związku z tym potencjał ten definiujemy jako potencjał elektrochemiczny. Wymiana ładunków jest związana z reakcją utlenienia (oddawania elektronów) i redukcji (pobierania elektronów). Jeśli nie ma odpływu elektronów z elektrody, między obu przeciwnie skierowanymi reakcjami ustali się równowaga:

Me « Me-r+ ne

Prowadzi to do powstania różnicy potencjałów między metalem a roztworem. Jeśli rozpatrujemy układ metal - sól jonów Jasnych, to na podstawie rozważań termodynamicznych można podać równanie określające zależność potencjału metalu od aktywności jego jonów w roztworze. Jest to potencjał odwracalny metalu i opisuje go równanie Nemsta:

Ogólna postać równania:

^zF “red

dla temperatury 298 K i roztworów na tyle rozcieńczonych, że współczynnik aktywności jonów w nich zawartych jest z dobrym przybliżeniem równy 1 upraszcza się do:

gdzie:

•    R - stała gazowa równa 8,314 J K'¹ mol’¹

•    T - temperatura wyrażona w kelwinach

•    z - liczba elektronów wymienianych w reakcji połówkowej

•    a - aktywność molowa indywiduów chemicznych biorących udział w reakcji elektrodowej

•    F-stała Faradaya równa 96485 C mol'¹

•    [red] - stężenie molowe formy zredukowanej

•    [ox] - stężenie molowe formy utlenionej

W przypadku innych układów tzn. metali zawierających obce kationy, wartość potencjału zmienia się analogicznie ze zmianą aktywności elektrolitu. Jednak ze względu na nieznaną wartość potencjału normalnego metalu w danym roztworze potencjału tego nie można obliczyć z równania Nemsta. Potencjał ten definiujemy jako potencjał nieodwracalny. Bezwzględnej wartości skoku potencjału na granicy faz metal-roztwór nie potrafimy zmierzyć. Można natomiast określić różnicę potencjałów dwóch elektrod.