Электродные потенциалы и их применение для анализа объектов природной среды.

Появление электродного потенциала обусловлено пространственным разделением зарядов противоположного знака на границе раздела и образованием двойного электрического слоя.
На границе раздела между металлическим электродом и раствором электролита пространственное разделение зарядов связано со следующими явлениями: перенос ионов из металла в раствор при установлении электрохимического равновесия, кулоновская адсорбция ионов из раствора в поверхность металла, смещение электронного газа за пределы положительно заряженного ионного ядра кристаллической решетки, специфическая (не кулоновская) адсорбция ионов или молекул полярного растворителя на электроде и т. д. Последние два явления приводят к тому, что потенциал электрода не равен нулю даже в условиях, когда заряд поверхности металла равен нулю.
Невозможно определить абсолютную величину электродного потенциала отдельного электрода, поэтому всегда измеряется разность потенциалов между исследуемым электродом и некоторым стандартным электродом сравнения. Потенциал электрода равен эдс электрохимической цепи, состоящей из исследуемые и стандартные электроды (диффузионный потенциал между различными электролитами из-за разницы в скоростях ионов должен быть исключен).
Для определения направления и полноты протекания окислительно-восстановительных реакций между окислительно-восстановительными системами в водных растворах используются значения электродных потенциалов этих систем.
Механизм возникновения электродных потенциалов, их количественное определение, процессы, которые сопровождаются возникновением электрического тока или вызваны электрическим током, изучаются особым разделом химии – электрохимией.

К электрохимическим относятся явления, возникающие на границе двух фаз с участием заряженных частиц (ионов и электронов), например, при погружении металлической пластинки в воду.
Объект исследования - электродный потенциал
Предмет исследования - электродные потенциалы и их применение для анализа объектов природной среды
Цель исследования - изучить особенности электродных потенциалов и их применение для анализа объектов природной среды
Задачи исследования:
- изучить понятие электродного потенциала
-выявить значение и роль электродного потенциала
-рассмотреть влияние электродного потенциала на анализ объектов природной среды
Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы.

ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ И ЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА

1.1.Электродные потенциалы. Электродвижущие силы

Для определения направления и полноты протекания окислительно-восстановительных реакций между окислительно-восстановительными системами в водных растворах используются значения электродных потенциалов этих систем.
Механизм возникновения электродных потенциалов, их количественное определение, процессы, которые сопровождаются возникновением электрического тока или вызваны электрическим током, изучаются особым разделом химии – электрохимией.
К электрохимическим относятся явления, возникающие на границе двух фаз с участием заряженных частиц (ионов и электронов), например, при погружении металлической пластинки в воду.
Для всех металлов характерно свойство в большей или меньшей степени растворяться в воде. При этом в воду переходят положительно заряженные ионы металла, в результате чего пластинка (из-за появления в ней избыточных электронов) заряжается отрицательно. Гидратированные катионы металла скапливаются возле поверхности пластинки на границе раздела двух фаз (металл-раствор).
Возникает двойной электрический слой, характеризующийся некоторой разностью электростатических потенциалов. Как известно, энергию, которую необходимо затратить (положительный потенциал) или которую можно получить (отрицательный потенциал) при переносе единицы электричества из бесконечности в данную точку, называют электрическим потенциалом. Между пластинкой и раствором устанавливается окислительно - восстановительное равновесие.
При погружении металла в раствор его соли также возникает двойной
электрический слой, но в этом случае возможны два механизма его образования.
Если концентрация катионов металла в растворе мала или металл довольно активный, вследствие чего равновесие процесса, указанного выше, сдвинуто вправо, то металлическая пластинка заряжается отрицательно:
В том случае, когда концентрация катионов металла в растворе велика или металл малоактивный, равновесие указанного процесса сдвигается влево и металлическая пластинка заряжается положительно: В любом случае на границе раздела двух фаз образуется двойной электрический слой. Разность (скачок) потенциалов, возникающая между металлом и жидкой фазой, называется электродным потенциалом Е.
Пластинка металла и раствор его соли (т.е. катионы этого металла) вместе составляют единую окислительно-восстановительную систему, характеризующуюся определенным электродным потенциалом, который зависит от природы металла, концентрации его ионов в растворе, от температуры и рН среды.