84598

Miarą aktywności chemicznej metali i kryterium oceny ich szlachetności lub nieszlachetności jest znak i wartość potencjału elektrochemicznego (£) - czyli skoku potencjału elektrycznego na powierzchni styku między danym metalem, zazwyczaj w postaci blaszki, a wodnym roztworem jego soli. Przyczyną pojawienia się tego skoku potencjału jest podwójna warstwa elektryczna na powierzchni styku między metalem (M) a roztworem, mająca związek

z położeniem stanu równowagi w procesie utleniania atomów i redukcji kationów metalu: M«M"*+ne    (5)

U metali nieszlachetnych stan równowagi jest przesunięty w prawo, natomiast u metali szlachetnych w lewo.

Rys. 1. Podwójna warstwa elektryczna na granicy metal - roztwór. Z lewej: Zn - metal nieszlachetny, E < 0, z prawej: Cu - metal szlachetny, E > 0.

MetąJe,^elektr.Qsi.y-(p.ółQflniyy.a)J.rQ.€Uaj.u

Układy przedstawione na rys. 1 dla cynku

i miedzi, nazywamy elektrodami lub półogniwami metalicznymi (elektrody I rodzaju), odwracalnymi względem odpowiednich kationów. Potencjał elektrochemiczny elektrody M/Mⁿ* zależy od rodzaju metalu M, aktywności kationów Mⁿ⁺ w roztworze, liczby n wymienianych elektronów zgodnie z równaniem (5) oraz temperatury. Zależność tę wyraża równanie podane przez Nernsta:

(6)

co

gdzie: stała gazowa R = 8,314 Jmol^lK\ stała Faradaya F = 96485 C, a    jest

standardowym potencjałem elektrody w temperaturze 298 K w roztworze o jednostkowej aktywności jonów M"*.