Aktiivsed metallid. Kaasaegsete materjalide maailm - metalli pingete elektrokeemiline jada Mis on metalli pingete elektrokeemiline jada

Sektsioonid: keemia, Konkurss "Esitlus tunni jaoks"

Klass: 11

Tunni esitlus

Tagasi edasi

Tähelepanu! Slaidide eelvaated on ainult informatiivsel eesmärgil ja ei pruugi esindada kõiki esitluse funktsioone. Kui olete sellest tööst huvitatud, laadige alla täisversioon.

Eesmärgid:

• Hariduslik: Metallide keemilise aktiivsuse arvestamine nende positsiooni alusel perioodilisustabelis D.I. Mendelejev ja metallide elektrokeemilises pingereas.
• Arenguline: Edendada kuulmismälu, teabe võrdlemise, loogilise mõtlemise ja toimuvate keemiliste reaktsioonide selgitamise oskust.
• Hariduslik: Arendame iseseisva töö oskust, oskust mõistlikult oma arvamust avaldada ja klassikaaslasi kuulata ning sisendame lastes patriotismi ja uhkust kaasmaalaste üle.

Varustus: Arvuti meediaprojektoriga, üksikud laborid keemiliste reaktiivide komplektiga, metallkristallvõre mudelid.

Tunni tüüp: tehnoloogia kasutamine kriitilise mõtlemise arendamiseks.

Tundide ajal

I. Väljakutse etapp.

Teemakohaste teadmiste värskendamine, kognitiivse tegevuse äratamine.

Blufimäng: "Kas sa usud, et..." (Slaid 3)

1. Metallid hõivavad PSHE ülemises vasakpoolses nurgas.
2. Kristallides on metalliaatomid omavahel ühendatud metalliliste sidemetega.
3. Metallide valentselektronid on tuumaga tihedalt seotud.
4. Põhialarühmade (A) metallide välistasandil on tavaliselt 2 elektroni.
5. Ülevalt alla rühmas on metallide redutseerivate omaduste tõus.
6. Metalli reaktsioonivõime hindamiseks hapete ja soolade lahustes piisab, kui vaadata metallide elektrokeemilist pingerida.
7. Metalli reaktsioonivõime hindamiseks hapete ja soolade lahustes vaadake lihtsalt D.I. perioodilisustabelit. Mendelejev

Küsimus klassile? Mida sisestus tähendab? Mina 0 – ei —> Mina +n(4. slaid)

Vastus: Me0 on redutseerija, mis tähendab, et see interakteerub oksüdeerivate ainetega. Oksüdeerivate ainetena võivad toimida järgmised ained:

1. Lihtained (+O 2, Cl 2, S...)
2. Komplekssed ained (H2O, happed, soolalahused...)

II. Uue teabe mõistmine.

Metoodilise tehnikana tehakse ettepanek koostada võrdlusskeem.

Küsimus klassile? Millised tegurid määravad metallide redutseerivad omadused? (5. slaid)

Vastus: Asukohast D.I Mendelejevi perioodilisuse tabelis või positsioonist metallide elektrokeemilises pingereas.

Õpetaja tutvustab mõisteid: keemiline aktiivsus ja elektrokeemiline aktiivsus.

Enne selgitustöö alustamist palutakse lastel võrrelda aatomite aktiivsust TO Ja Li positsioon perioodilisuse tabelis D.I. Mendelejev ja nendest elementidest moodustatud lihtainete aktiivsus vastavalt nende asukohale metallide elektrokeemilises pingereas. (6. slaid)

Tekib vastuolu:Vastavalt leelismetallide positsioonile PSCE-s ja vastavalt alarühma elementide omaduste muutumise mustritele on kaaliumi aktiivsus suurem kui liitiumil. Asendi järgi pingereas on liitium kõige aktiivsem.

Uus materjal.Õpetaja selgitab keemilise ja elektrokeemilise aktiivsuse erinevust ning selgitab, et elektrokeemiline pingerida peegeldab metalli võimet muutuda hüdraatunud iooniks, kus metalli aktiivsuse mõõduks on energia, mis koosneb kolmest terminist (pihustamise energia, ionisatsioon). energia ja hüdratsioonienergia). Kirjutame materjali vihikusse. (Slaidid 7–10)

Koos kirjutame vihikusse järeldus: Mida väiksem on iooni raadius, seda suurem on selle ümber tekkiv elektriväli, seda rohkem energiat vabaneb hüdratatsiooni käigus, sellest tulenevalt on selle metalli reaktsioonides tugevamad redutseerivad omadused.

Ajalooline viide:õpilase kõne Beketovi poolt metallide nihkeseeria loomisest. (11. slaid)

Metallide elektrokeemilise pingerea toimet piiravad ainult metallide reaktsioonid elektrolüütide lahustega (happed, soolad).

Memo:

1. Metallide redutseerivad omadused vähenevad reaktsioonide käigus vesilahustes standardtingimustes (250°C, 1 atm);
2. Vasakpoolne metall tõrjub lahuses olevatest sooladest välja paremale jääva metalli;
3. Enne vesinikku seisvad metallid tõrjuvad selle lahuses olevatest hapetest välja (va: HNO3);
4. Mina (Al-ile) + H2O -> leelis + H2
   muud Mina (kuni H 2) + H 2 O -> oksiid + H 2 (karmid tingimused)
   Mina (pärast H 2) + H 2 O -> ei reageeri

(12. slaid)

Poistele jagatakse meeldetuletusi.

Praktiline töö:"Metallide koosmõju soolalahustega" (slaid 13)

Tehke üleminek:

• CuSO 4 —> FeSO 4
• CuSO 4 —> ZnSO 4

Vase ja elavhõbe(II)nitraadilahuse interaktsiooni kogemuse demonstreerimine.

III. Peegeldus, peegeldus.

Kordame: millisel juhul kasutame perioodilisustabelit ja millisel juhul on vaja metalli pingete jada? (Slaidid 14–15).

Tuleme tagasi tunni esialgsete küsimuste juurde. Kuvame ekraanile küsimused 6 ja 7 Analüüsime, milline väide on vale. Ekraanil on klahv (kontrolliülesanne 1). (16. slaid).

Teeme õppetunni kokkuvõtte:

• Mida uut sa õppisid?
• Millisel juhul on võimalik kasutada metallide elektrokeemilist pingerida?

Kodutöö: (17. slaid)

1. Korrake füüsikakursuse mõistet "POTENTSIAAL";
2. Täitke reaktsioonivõrrand, kirjutage elektronide tasakaalu võrrandid: Сu + Hg(NO 3) 2 →
3. Metallid on antud ( Fe, Mg, Pb, Cu)– pakub välja katseid, mis kinnitavad nende metallide asukohta elektrokeemilises pingereas.

Hindame blufimängu tulemusi, tööd laua taga, suulisi vastuseid, suhtlemist ja praktilist tööd.

Kasutatud raamatud:

1. O.S. Gabrielyan, G.G. Lysova, A.G. Vvedenskaja “Käsiraamat õpetajatele. Keemia 11. klass, II osa” Kirjastus Bustard.
2. N.L. Glinka "Üldine keemia".

Millist teavet saab pingete jadatest?

Anorgaanilises keemias kasutatakse laialdaselt mitmesuguseid metallide pingeid. Eelkõige sõltuvad paljude reaktsioonide tulemused ja isegi nende teostamise võimalus teatud metalli positsioonist NER-is. Arutame seda küsimust üksikasjalikumalt.

Metallide koostoime hapetega

Metallid, mis asuvad pingereas vesinikust vasakul, reageerivad hapetega – mitteoksüdeerivate ainetega. NER-is H paremal asuvad metallid interakteeruvad ainult oksüdeerivate hapetega (eriti HNO 3 ja kontsentreeritud H 2 SO 4-ga).

Näide 1. Tsink asub NER-is vesinikust vasakul, seetõttu on see võimeline reageerima peaaegu kõigi hapetega:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Näide 2. Vask asub ERN-is H paremal; see metall ei reageeri "tavaliste" hapetega (HCl, H 3 PO 4, HBr, orgaanilised happed), kuid see interakteerub oksüdeerivate hapetega (lämmastik, kontsentreeritud väävel):

Cu + 4HNO 3 (konts.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Cu + 2H 2SO 4 (konts.) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

Tahaksin juhtida teie tähelepanu olulisele punktile: kui metallid interakteeruvad oksüdeerivate hapetega, ei eraldu mitte vesinik, vaid mõned muud ühendid. Selle kohta saate rohkem lugeda!

Metallide koostoime veega

Metallid, mis asuvad pingereas Mg-st vasakul, reageerivad kergesti veega juba toatemperatuuril, vabastades vesiniku ja moodustades leeliselahuse.

Näide 3. Naatrium, kaalium, kaltsium lahustuvad kergesti vees, moodustades leeliselahuse:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

2K + 2H2O = 2KOH + H2

Ca + 2H 2O = Ca(OH)2 + H2

Pingevahemikus vesinikust magneesiumini (kaasa arvatud) asuvad metallid interakteeruvad mõnel juhul veega, kuid reaktsioonid nõuavad spetsiifilisi tingimusi. Näiteks alumiinium ja magneesium hakkavad H 2 O-ga suhtlema alles pärast oksiidkile eemaldamist metalli pinnalt. Raud ei reageeri toatemperatuuril veega, küll aga reageerib veeauruga. Koobalt, nikkel, tina ja plii praktiliselt ei suhtle H 2 O-ga mitte ainult toatemperatuuril, vaid ka kuumutamisel.

ERN-i paremal küljel asuvad metallid (hõbe, kuld, plaatina) ei reageeri mingil juhul veega.

Metallide koostoime soolade vesilahustega

Räägime järgmist tüüpi reaktsioonidest:

metall (*) + metallisool (**) = metall (**) + metallisool (*)

Tahaksin rõhutada, et tärnid ei näita antud juhul metalli oksüdatsiooniastet ega valentsi, vaid võimaldavad lihtsalt eristada metalli nr 1 ja metalli nr 2.

Sellise reaktsiooni läbiviimiseks peab üheaegselt olema täidetud kolm tingimust:

1. protsessis osalevad soolad tuleb lahustada vees (seda saab kergesti kontrollida lahustuvuse tabeli abil);
2. metall (*) peab olema metallist (**) vasakul olevas pingereas;
3. metall (*) ei tohiks reageerida veega (seda on ka ESI lihtne kontrollida).

Näide 4. Vaatame mõningaid reaktsioone:

Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu

K + Ni(NO 3) 2 ≠

Esimene reaktsioon on kergesti teostatav, kõik ülaltoodud tingimused on täidetud: vasksulfaat lahustub vees, tsink on NER-is vasest vasakul, Zn ei reageeri veega.

Teine reaktsioon on võimatu, kuna esimene tingimus ei ole täidetud (vask(II)sulfiid on vees praktiliselt lahustumatu). Kolmas reaktsioon ei ole teostatav, kuna plii on vähem aktiivne metall kui raud (asub ESR-is paremal). Lõpuks, neljas protsess EI too kaasa nikli sadenemist, kuna kaalium reageerib veega; tekkiv kaaliumhüdroksiid võib reageerida soolalahusega, kuid see on täiesti erinev protsess.

Nitraatide termiline lagunemisprotsess

Lubage mul teile meelde tuletada, et nitraadid on lämmastikhappe soolad. Kõik nitraadid lagunevad kuumutamisel, kuid lagunemissaaduste koostis võib varieeruda. Koostise määrab metalli asukoht pingereas.

NER-is magneesiumist vasakul asuvate metallide nitraadid moodustavad kuumutamisel vastava nitriti ja hapniku:

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

Pingevahemikus Mg kuni Cu (kaasa arvatud) asuvate metallinitraatide termilise lagunemise käigus moodustuvad metallioksiid, NO 2 ja hapnik:

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

Lõpuks moodustub kõige vähem aktiivsete metallide (mis asuvad ERN-is vasest paremal) nitraatide lagunemisel metall, lämmastikdioksiid ja hapnik.

Metallide elektrokeemiliste aktiivsuste jada (pingevahemik, standardsete elektroodide potentsiaalide vahemik) - järjestus, milles metallid on paigutatud nende standardsete elektrokeemiliste potentsiaalide φ 0 suurendamise järjekorras, mis vastab metallikatiooni redutseerimise poolreaktsioonile Me n+: Me n+ + nē → Me

Mitmed pinged iseloomustavad metallide võrdlevat aktiivsust redoksreaktsioonides vesilahustes.

Lugu

Metallide paigutuse järjestus nende keemilise aktiivsuse muutumise järjekorras oli alkeemikutele juba üldsõnaliselt teada. Elementide transmutatsiooni ilminguks peeti metallide vastastikust nihkumist lahustest ja nende pindade sadestumist (näiteks hõbeda ja vase väljatõrjumist nende soolade lahustest raua toimel).

Hiljem jõudsid alkeemikud oma lahustest metallide vastastikuse sadenemise keemilise poole mõistmisele. Nii jõudis Angelus Sala oma teoses "Anatomia Vitrioli" (1613) järeldusele, et keemiliste reaktsioonide produktid koosnevad samadest "komponentidest", mis sisaldusid algsetes ainetes. Seejärel esitas Robert Boyle korpuskulaarsete kontseptsioonide põhjal hüpoteesi põhjuste kohta, miks üks metall tõrjub lahusest teise välja.

Klassikalise keemia tekkimise ajastul sai reaktiivsuse mõistmise oluliseks aspektiks elementide võime üksteist ühenditest välja tõrjuda. J. Berzelius koostas elektrokeemilisele afiinsusteooriale tuginedes elementide klassifikatsiooni, jagades need “metalloidideks” (praegu kasutatakse terminit “mittemetallid”) ja “metallideks” ning asetades nende vahele vesiniku.

Keemikutele ammu tuntud metallide järjestust nende üksteise tõrjumise võime järgi uuris ja täiendas eriti põhjalikult ja igakülgselt N. N. Beketov 1860. aastatel ja sellele järgnevatel aastatel. Juba 1859. aastal tegi ta Pariisis ettekande teemal “Ühe elemendi nihkumise nähtuste uurimine teiste poolt”. Sellesse töösse lisas Beketov mitmeid üldistusi elementide vastastikuse nihke ja nende aatommassi vahelise seose kohta, ühendades need protsessid elementide algsed keemilised omadused – mida nimetatakse keemiliseks afiinsuseks". Beketovi avastus metallide väljatõrjumisest nende soolade lahustest vesiniku toimel rõhu all ning alumiiniumi, magneesiumi ja tsingi redutseeriva aktiivsuse uurimine kõrgel temperatuuril (metallotermia) võimaldas tal püstitada hüpoteesi seose kohta mõningate vesiniku võimete vahel. elemendid, et tõrjuda teisi oma tihedusega ühenditest välja: kergemad lihtained suudavad välja tõrjuda raskemaid (seetõttu nimetatakse seda seeriat sageli ka nn. Beketovi nihkeseeria või lihtsalt Beketovi sari).

Eitamata Beketovi olulisi teeneid metallide tegevussarja kaasaegsete ideede väljatöötamisel, tuleks pidada ekslikuks ideed temast kui selle sarja ainsast loojast, mis eksisteerib kodumaises populaarses ja õppekirjanduses. 19. sajandi lõpus saadud arvukad katseandmed lükkasid Beketovi hüpoteesi ümber. Nii kirjeldas William Odling paljusid "tegevuse tagasipööramise" juhtumeid. Näiteks vask tõrjub välja tina kontsentreeritud hapendatud SnCl 2 lahusest ja plii happelisest PbCl 2 lahusest; see on samuti võimeline vesiniku eraldumisega lahustuma kontsentreeritud vesinikkloriidhappes. Vask, tina ja plii on kaadmiumist paremal, kuid võivad selle välja tõrjuda keevast kergelt hapendatud CdCl2 lahusest.

Teoreetilise ja eksperimentaalse füüsikalise keemia kiire areng osutas metallide keemilise aktiivsuse erinevuste teisele põhjusele. Kaasaegsete elektrokeemia kontseptsioonide väljatöötamisega (peamiselt Walter Nernsti töödes) sai selgeks, et see jada vastab "pingete seeriale" - metallide paigutusele vastavalt standardsete elektroodide potentsiaalide väärtusele. Seega tõi Nerst kvalitatiivse tunnuse - metalli ja selle ioonide "kalduvuse" teatud reaktsioonidele - asemel kasutusele täpse kvantitatiivse väärtuse, mis iseloomustab iga metalli võimet ioonidena lahustuda ja väheneda. ioonidest elektroodil olevale metallile ja vastav seeria sai nime standardsete elektroodide potentsiaalide vahemik.

Teoreetiline alus

Elektrokeemiliste potentsiaalide väärtused sõltuvad paljudest muutujatest ja näitavad seetõttu keerulist sõltuvust metallide positsioonist perioodilisuse tabelis. Seega suureneb katioonide oksüdatsioonipotentsiaal metalli pihustusenergia suurenemisega, selle aatomite koguionisatsioonipotentsiaali suurenemisega ja katioonide hüdratsioonienergia vähenemisega.

Kõige üldisemal kujul on selge, et perioodide alguses paiknevaid metalle iseloomustavad madalad elektrokeemiliste potentsiaalide väärtused ja need asuvad pingerea vasakul pool. Sel juhul peegeldab leelis- ja leelismuldmetallide vaheldumine diagonaalse sarnasuse nähtust. Perioodide keskele lähemal asuvaid metalle iseloomustavad suured potentsiaalsed väärtused ja need asuvad rea paremas pooles. Elektrokeemilise potentsiaali järjepidev suurenemine (-3,395 V Eu 2+ /Eu [ ] kuni +1,691 V Au + /Au paari puhul) peegeldab metallide redutseeriva aktiivsuse vähenemist (võimet loovutada elektrone) ja nende katioonide oksüdatsioonivõime suurenemist (võimet saada elektrone). Seega on tugevaim redutseerija metalliline euroopium ja tugevaim oksüdeerija kullakatioonid Au+.

Vesinik on traditsiooniliselt pingerea sees, kuna metallide elektrokeemiliste potentsiaalide praktiline mõõtmine toimub standardse vesiniku elektroodi abil.

Pingevahemiku praktiline kasutamine

Praktikas kasutatakse mitmeid pingeid metallide keemilise aktiivsuse võrdlevaks [suhteliseks] hindamiseks reaktsioonides soolade ja hapete vesilahustega ning katood- ja anoodiprotsesside hindamiseks elektrolüüsi ajal:

• Vesinikust vasakul olevad metallid on tugevamad redutseerijad kui paremal olevad metallid: nad tõrjuvad viimased soolalahustest välja. Näiteks interaktsioon Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu on võimalik ainult edasisuunas.
• Vesiniku vasakpoolses reas olevad metallid tõrjuvad vesinikku välja, kui nad suhtlevad mitteoksüdeerivate hapete vesilahustega; kõige aktiivsemad metallid (kuni alumiinium (kaasa arvatud)) - ja veega suhtlemisel.
• Vesiniku paremal pool olevad metallid ei interakteeru tavatingimustes mitteoksüdeerivate hapete vesilahustega.
• Elektrolüüsi käigus eralduvad katoodil vesinikust paremal asuvad metallid; mõõdukalt aktiivsete metallide redutseerimisega kaasneb vesiniku vabanemine; Kõige aktiivsemaid metalle (kuni alumiiniumini) ei saa tavatingimustes soola vesilahustest eraldada.

Metallide elektrokeemiliste potentsiaalide tabel

Metallist	Katioon	φ 0, V	Reaktiivsus	Elektrolüüs (katoodil):
	Li+	-3,0401	reageerib veega	eraldub vesinik
	Cs+	-3,026
	Rb+	-2,98
	K+	-2,931
	Fr+	-2,92
	Ra 2+	-2,912
	Ba 2+	-2,905
	Sr 2+	-2,899
	Ca2+	-2,868
	Eu 2+	-2,812
	Na+	-2,71
	Sm 2+	-2,68
	Md 2+	-2,40	reageerib hapete vesilahustega
	La 3+	-2,379
	Y 3+	-2,372
	Mg 2+	-2,372
	Ce 3+	-2,336
	Pr 3+	-2,353
	Nd 3+	-2,323
	Er 3+	-2,331
	Ho 3+	-2,33
	Tm 3+	-2,319
	Sm 3+	-2,304
	PM 3+	-2,30
	Fm 2+	-2,30
	Dy 3+	-2,295
	Lu 3+	-2,28
	Tb 3+	-2,28
	Gd 3+	-2,279
	Es 2+	-2,23
	Ac 3+	-2,20
	Dy 2+	-2,2
	PM 2+	-2,2
	Vrd 2+	-2,12
	Sc 3+	-2,077
	Olen 3+	-2,048
	cm 3+	-2,04
	Pu 3+	-2,031
	Er 2+	-2,0
	Pr 2+	-2,0
	Eu 3+	-1,991
	Lr 3+	-1,96
	Vrd 3+	-1,94
	Es 3+	-1,91
	Th 4+	-1,899
	Fm 3+	-1,89
	Np 3+	-1,856
	Ole 2+	-1,847
	U 3+	-1,798
	Al 3+	-1,700
	MD 3+	-1,65
	Ti 2+	-1,63		konkureerivad reaktsioonid: nii vesiniku vabanemine kui ka puhta metalli vabanemine
	Hf 4+	-1,55
	Zr 4+	-1,53
	Pa 3+	-1,34
	Ti 3+	-1,208
	Yb 3+	-1,205
	nr 3+	-1,20
	Ti 4+	-1,19
	Mn 2+	-1,185
	V 2+	-1,175
	Nb 3+	-1,1
	Nb 5+	-0,96
	V 3+	-0,87
	Cr 2+	-0,852
	Zn 2+	-0,763
	Cr 3+	-0,74
	Ga 3+	-0,560

Grosse E., Weissmantel H.

Keemia uudishimulikele. Keemia alused ja meelelahutuslikud katsed.

3. peatükk (jätkub)

METALLIDE ELEKTROKEEMIA VÄIKE KURSUS

Oleme juba tutvunud leelismetallikloriidide lahuste elektrolüüsiga ja metallide valmistamisega sulatite abil. Proovime nüüd mitme lihtsa katsega uurida mõningaid vesilahuste ja galvaaniliste elementide elektrokeemia seaduspärasusi ning tutvuda ka galvaaniliste kaitsekatete valmistamisega.
Elektrokeemilisi meetodeid kasutatakse kaasaegses analüütilises keemias ja nende abil määratakse teoreetilise keemia olulisemad kogused.
Lõpuks, metallesemete korrosioon, mis põhjustab suurt kahju rahvamajandusele, on enamikul juhtudel elektrokeemiline protsess.

METALS STRESS SARI

Elektrokeemiliste protsesside mõistmise põhilüli on metallide pingerida. Metallid saab paigutada seeriasse, mis algab keemiliselt aktiivsetest ja lõpeb kõige vähem aktiivsete väärismetallidega:
Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Mg, Al, Be, Mn, Zn, Cr, Ga, Fe, Cd, Tl, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, As, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
See on viimaste ideede kohaselt pingerida kõige olulisemate metallide ja vesiniku jaoks. Kui galvaanilise elemendi elektroodid on valmistatud kahest reas olevast metallist, ilmub reale eelnevale materjalile negatiivne pinge.
Pinge väärtus ( elektrokeemiline potentsiaal) sõltub elemendi asukohast pingereas ja elektrolüüdi omadustest.
Pingeseeria olemuse teeme kindlaks mitmest lihtsast katsest, mille jaoks vajame vooluallikat ja elektrilisi mõõteriistu. Lahustage umbes 10 g kristallilist vasksulfaati 100 ml vees ja kastke terasnõel või raudpleki tükk lahusesse. (Soovitame esmalt puhastada triikrauda peene liivapaberiga, kuni see läigib.) Mõne aja pärast katab triikraud punaka vabanenud vasekihiga. Aktiivsem raud tõrjub vase lahusest välja, raud lahustub ioonidena ja vask vabaneb metallina. Protsess jätkub seni, kuni lahus puutub kokku rauaga. Kui vask katab kogu raua pinna, siis see praktiliselt peatub. Sel juhul moodustub üsna poorne vasekiht, mistõttu ei saa kaitsekatteid ilma voolu kasutamata.
Järgmistes katsetes alandame väikesed tsingi ja plii lehtmetalli ribad vasksulfaadi lahusesse. 15 minuti pärast võtame need välja, peseme ja uurime mikroskoobi all. Eristame ilusaid jäätaolisi mustreid, mis peegeldunud valguses on punast värvi ja koosnevad eraldunud vasest. Ka siin muutsid aktiivsemad metallid vase ioonsest metalliliseks olekuks.
Vask võib omakorda välja tõrjuda pingereas madalamaid, st vähemaktiivseid metalle. Kandke mõni tilk hõbenitraadi lahust õhukesele vaskribale või lamedale vasktraadile (olene eelnevalt puhastanud pinna läikivaks). Palja silmaga on näha tekkiv mustjas kate, mis peegeldunud valguses mikroskoobi all näeb välja nagu peenikesed nõelad ja taimemustrid (nn dendriitid).
Tsingi isoleerimiseks ilma vooluta on vaja kasutada aktiivsemat metalli. Jättes välja metallid, mis reageerivad ägedalt veega, leiame magneesiumi pingereast üle tsingi. Tilgutage mõni tilk tsinksulfaadi lahust magneesiumilindile või õhukestele elektronlaastudele. Tsinksulfaadi lahuse saame, lahustades tüki tsinki lahjendatud väävelhappes. Lisage koos tsinksulfaadiga paar tilka denatureeritud alkoholi. Magneesiumi puhul märkame lühikese aja pärast, eriti mikroskoobi all, tsinki eraldumist õhukeste kristallide kujul.
Üldiselt saab pingerea mis tahes elemendi lahusest välja tõrjuda, kus see eksisteerib ioonina, ja teisendada metallilisse olekusse. Kõikvõimalikke kombinatsioone proovides võime aga pettuda. Näib, et kui alumiiniumriba kastetakse vase-, raua-, plii- ja tsingisoolade lahusesse, peaksid need metallid sellel eralduma. Seda aga ei juhtu. Rikke põhjus ei peitu veas pingereas, vaid põhineb reaktsiooni erilisel pärssimisel, mis antud juhul on tingitud õhukesest oksiidkilest alumiiniumi pinnal. Sellistes lahendustes nimetatakse alumiiniumi passiivseks.

VAATAME KUISIDE TAHA

Käimasolevate protsesside seaduspärasuste sõnastamiseks võime piirduda katioonide arvestamisega ja välistada anioonid, kuna nad ise reaktsioonis ei osale. (Kuid sadestumise kiirust mõjutab anioonide tüüp.) Kui lihtsuse mõttes eeldada, et nii sadestunud kui ka lahustunud metallid toodavad kahekordse laenguga katioone, siis võime kirjutada:

Mina 1 + mina 2 2+ = mina 1 2+ + mina 2

Veelgi enam, esimese katse puhul Me 1 = Fe, Me 2 = Cu.
Niisiis koosneb protsess laengute (elektronide) vahetamisest mõlema metalli aatomite ja ioonide vahel. Kui vaadelda eraldi (vahereaktsioonidena) raua lahustumist või vase sadestumist, saame:

Fe = Fe 2+ + 2 e --

Сu 2+ + 2 e-- = Cu

Mõelge nüüd juhtumile, kui metall on kastetud vette või soolalahusesse, mille katiooniga on vahetus pingereas paiknemise tõttu võimatu. Sellele vaatamata kipub metall iooni kujul lahustuks minema. Sel juhul annab metalli aatom ära kaks elektroni (kui metall on kahevalentne), lahusesse sukeldatud metalli pind saab lahuse suhtes negatiivselt laetud ja liidesele tekib kahekordne elektrikiht. See potentsiaalide erinevus takistab metalli edasist lahustumist, nii et protsess peatub peagi.
Kui lahusesse on kastetud kaks erinevat metalli, laevad nad mõlemad, kuid vähemaktiivne on mõnevõrra nõrgem, kuna selle aatomid on vähem altid elektronide kaotamisele.
Ühendame mõlemad metallid juhiga. Potentsiaalide erinevuse tõttu liigub elektronide voog aktiivsemast metallist vähemaktiivsesse, mis moodustab elemendi positiivse pooluse. Toimub protsess, mille käigus aktiivsem metall läheb lahusesse ja lahusest vabanevad katioonid väärismetallile. Illustreerigem nüüd mitme katsega ülaltoodud mõnevõrra abstraktset arutluskäiku (mis pealegi kujutab endast jämedat lihtsustamist).
Esmalt täitke 250 ml keeduklaas 10% väävelhappe lahusega ja kastke sinna mitte liiga väikesed tsingi- ja vasetükid. Mõlema elektroodi külge jootme või neetime vasktraadi, mille otsad ei tohiks lahust puutuda.
Kuni traadi otsad ei ole omavahel ühendatud, jälgime tsingi lahustumist, millega kaasneb vesiniku eraldumine. Tsink, nagu tuleneb pingereast, on aktiivsem kui vesinik, nii et metall võib vesiniku ioonsest olekust välja tõrjuda. Mõlemale metallile moodustub elektriline topeltkiht. Elektroodide potentsiaalide erinevust on kõige lihtsam tuvastada voltmeetriga. Vahetult pärast seadme ühendamist vooluringiga näitab nool umbes 1 V, kuid siis pinge langeb kiiresti. Kui ühendate elemendiga väikese lambipirni, mis tarbib 1 V, süttib see - alguses üsna tugevalt ja seejärel muutub kuma nõrgaks.
Seadme klemmide polaarsuse põhjal võime järeldada, et vaskelektrood on positiivne poolus. Seda saab tõestada ilma seadmeta, võttes arvesse protsessi elektrokeemiat. Valmistame väikeses keeduklaasis või katseklaasis lauasoola küllastunud lahuse, lisame umbes 0,5 ml fenoolftaleiini indikaatori alkoholilahust ja kastame mõlemad traadiga suletud elektroodid lahusesse. Negatiivse pooluse lähedal on näha nõrk punakas värvus, mis on põhjustatud naatriumhüdroksiidi moodustumisest katoodil.
Teistes katsetes saab rakku paigutada erinevaid metallipaare ja määrata tekkiva pinge. Näiteks annavad magneesium ja hõbe eriti suure potentsiaali erinevuse nende olulise kauguse ja pingete jada tõttu, samas kui tsink ja raud annavad vastupidi väga väikese, vähem kui kümnendiku volti. Alumiiniumi kasutamisel ei saa me passiveerimise tõttu praktiliselt mingit voolu.
Kõigil neil elementidel või, nagu elektrokeemikud ütlevad, vooluringidel on see miinus, et voolu mõõtmisel langeb nende pinge väga kiiresti. Seetõttu mõõdavad elektrokeemikud alati pinge tegelikku väärtust pingevabas olekus, kasutades pinge kompenseerimise meetodit, st võrdlevad seda teise vooluallika pingega.
Vaatleme vask-tsingi elemendis toimuvaid protsesse veidi üksikasjalikumalt. Katoodil läheb tsink lahusesse järgmise võrrandi kohaselt:

Zn = Zn 2+ + 2 e --

Väävelhappe vesinikioonid tühjendatakse vase anoodil. Nad kinnitavad tsinkatoodilt läbi traadi tulevaid elektrone ja selle tulemusena moodustuvad vesinikumullid:

2H++2 e-- = N 2

Mõne aja pärast kaetakse vask õhukese vesinikumullide kihiga. Sel juhul muutub vaskelektrood vesinikuks ja potentsiaalide erinevus väheneb. Seda protsessi nimetatakse elektroodide polariseerimiseks. Vaskelektroodi polarisatsiooni saab kõrvaldada, lisades pärast pingelangust rakule veidi kaaliumdikromaadi lahust. Pärast seda pinge tõuseb uuesti, kuna kaaliumdikromaat oksüdeerib vesiniku veeks. Kaaliumdikromaat toimib sel juhul depolarisaatorina.
Praktikas kasutatakse galvaanilisi ahelaid, mille elektroodid ei ole polariseeritud, või ahelaid, mille polarisatsiooni saab kõrvaldada depolarisaatorite lisamisega.
Mittepolariseeruva elemendi näitena vaatleme Danieli elementi, mida kasutati minevikus sageli vooluallikana. See on ka vask-tsink element, kuid mõlemad metallid on kastetud erinevatesse lahustesse. Tsinkelektrood asetatakse poorsesse savikambrisse, mis on täidetud lahjendatud (umbes 20%) väävelhappega. Savirakk on riputatud suures klaasis, mis sisaldab kontsentreeritud vasksulfaadi lahust, ja selle põhjas on vasksulfaadi kristallide kiht. Selle anuma teine ​​elektrood on vasklehest valmistatud silinder.
Selle elemendi saab valmistada klaaspurgist, müügilolevast savielemendist (äärmisel juhul kasutame lillepotti, sulgedes põhjas oleva augu) ja kahest sobiva suurusega elektroodist.
Elemendi töötamise ajal lahustub tsink, moodustades tsinksulfaadi ja vase ioonid vabanevad vaskelektroodil. Kuid samal ajal pole vaskelektrood polariseeritud ja element tekitab pinget umbes 1 V. Tegelikult on teoreetiliselt klemmide pinge 1,10 V, kuid voolu kogumisel mõõdame elektri tõttu veidi väiksemat väärtust. raku vastupidavus.
Kui me elemendist voolu ei eemalda, peame väävelhappe lahusest eemaldama tsinkelektroodi, sest vastasel juhul see lahustub, moodustades vesiniku.
Joonisel on kujutatud lihtsa lahtri skeem, mis ei vaja poorset vaheseina. Tsinkelektrood asub klaaspurgi ülaosas ja vaskelektrood põhja lähedal. Kogu rakk täidetakse lauasoola küllastunud lahusega. Asetage peotäis vasksulfaadi kristalle purgi põhja. Saadud kontsentreeritud vasksulfaadi lahus seguneb lauasoola lahusega väga aeglaselt. Seetõttu eraldub elemendi töötamisel vask vaskelektroodile ja tsink lahustub raku ülemises osas sulfaadi või kloriidina.
Tänapäeval kasutatakse akudes peaaegu eranditult kuivelemente, mida on mugavam kasutada. Nende esivanem on Leclanche'i element. Elektroodid on tsingi silinder ja süsinikvarras. Elektrolüüt on pasta, mis koosneb peamiselt ammooniumkloriidist. Tsink lahustub pastas ja söele eraldub vesinik. Polariseerumise vältimiseks kastetakse söepulk linasesse kotti, mis sisaldab söepulbri ja pürolusiidi segu. Süsinikupulber suurendab elektroodi pinda ja pürolusiit toimib depolarisaatorina, oksüdeerides aeglaselt vesinikku.
Tõsi, pürolusiidi depolariseerimisvõime on nõrgem kui varem mainitud kaaliumdikromaadil. Seetõttu langeb pinge kuivades elementides voolu vastuvõtmisel kiiresti, nad " väsima"polarisatsiooni tõttu. Alles mõne aja pärast toimub vesiniku oksüdatsioon pürolusiidiga. Seega elemendid " puhkamas", kui te mõnda aega voolu ei läbi. Kontrollime seda taskulambi akul, mille külge ühendame lambipirni. Paralleelselt lambiga, see tähendab otse klemmidega, ühendame voltmeetri.
Alguses on pinge umbes 4,5 V. (Enamasti on sellistel akudel kolm järjestikku ühendatud elementi, millest igaühe teoreetiline pinge on 1,48 V.) Mõne aja pärast pinge langeb ja lambipirni kuma nõrgendada. Voltmeetri näitude põhjal saame hinnata, kui kaua aku peab puhata.
Erilise koha hõivavad regenereerivad elemendid, mida tuntakse kui patareid. Need läbivad pöörduvaid reaktsioone ja neid saab laadida pärast elemendi tühjenemist, ühendades need välise alalisvooluallikaga.
Praegu on pliiakud kõige levinumad; Elektrolüüdiks neis on lahjendatud väävelhape, millesse on sukeldatud kaks pliiplaati. Positiivne elektrood on kaetud pliidoksiidiga PbO 2, negatiivne on metallplii. Pinge klemmidel on ligikaudu 2,1 V. Tühjenemisel tekib mõlemale plaadile pliisulfaat, mis laadimisel muutub taas metalliliseks pliiks ja pliiperoksiidiks.

GALVAANIKATETE KASUTAMINE

Metallide sadestamine vesilahustest elektrivoolu abil on elektrolüütilise lahustumise pöördprotsess, millega saime tuttavaks galvaaniliste elementide kaalumisel. Kõigepealt uurime vase sadestumist, mida kasutatakse vasekulomeetris elektrihulga mõõtmiseks.

Metall sadestub vooluga

Olles painutanud kahe õhukese lehtvaskplaadi otsad, riputame need keeduklaasi või, mis veelgi parem, väikese klaasakvaariumi vastasseintele. Kinnitame juhtmed klemmidega plaatide külge.
Elektrolüüt Valmistame järgmise retsepti järgi: 125 g kristalset vasksulfaati, 50 g kontsentreeritud väävelhapet ja 50 g alkoholi (denatureeritud alkohol), ülejäänu on vesi kuni 1 liiter. Selleks lahustage esmalt vasksulfaat 500 ml vees, seejärel lisage ettevaatlikult väikeste portsjonitena väävelhape ( Küte! Vedelik võib pritsida!), seejärel lisage alkohol ja lisage vett 1 liitrini.
Täitke kulomeeter ettevalmistatud lahusega ja ühendage ahelaga muutuvtakistus, ampermeeter ja pliiaku. Takistuse abil reguleerime voolu nii, et selle tihedus oleks 0,02-0,01 A/cm 2 elektroodi pinnast. Kui vaskplaadi pindala on 50 cm2, peaks voolutugevus olema vahemikus 0,5-1 A.
Mõne aja pärast hakkab katoodil (negatiivne elektrood) sadestuma helepunane metalliline vask ja anoodil (positiivne elektrood) lahustub vask. Vaskplaatide puhastamiseks paneme kulonomeetrisse umbes pool tundi voolu. Seejärel võtame katoodi välja, kuivatame hoolikalt filterpaberiga ja kaalume täpselt. Paigaldame lahtrisse elektroodi, sulgeme reostaadi abil vooluringi ja säilitame konstantse voolu, näiteks 1 A. Tunni aja pärast avame ahel ja kaalume uuesti kuivanud katood. Voolutugevusel 1 A suureneb selle mass 1,18 g töötunni kohta.
Seetõttu võib lahust läbiva elektrienergia kogus, mis võrdub 1 ampertunniga, vabastada 1,18 g vaske. Või üldiselt: eralduva aine hulk on otseselt võrdeline lahust läbiva elektrienergia hulgaga.
1 ekvivalendi iooni eraldamiseks on vaja lahust läbi lasta elektrienergia kogus, mis võrdub elektroodi laengu e ja Avogadro arvu korrutisega N V:
e*N A = 1,6021 * 10 -19 * 6,0225 * 10 23 = 9,65 * 10 4 A * s * mol -1 Seda väärtust tähistab sümbol F ja on oma nime saanud elektrolüüsi kvantitatiivsete seaduste avastaja järgi Faraday number(täpne väärtus F- 96 498 A*s*mol -1). Seetõttu eraldada lahusest etteantud arv ekvivalente n e lahuse kaudu tuleks juhtida elektrienergia kogus, mis on võrdne F*n e A*s*mol -1. Teisisõnu,
I*t =F*n uh siin I- praegune, t- voolu lahuse läbimise aeg. Peatükis " Tiitrimise põhitõed«Juba on näidatud, et aine ekvivalentide arv n e on võrdne moolide arvu ja samaväärse arvu korrutisega:
n e = n*Z Seega:

I*t = F*n*Z

Sel juhul Z- ioonilaeng (Ag + jaoks Z= 1, Cu 2+ korral Z= 2, Al 3+ korral Z= 3 jne). Kui väljendame moolide arvu massi ja molaarmassi suhtena ( n = m/M), siis saame valemi, mis võimaldab arvutada kõik elektrolüüsi käigus toimuvad protsessid:

I*t =F*m*Z/M

Selle valemi abil saate arvutada voolu:

I = F*m*Z/(t*M)= 9,65*104 *1,18*2 / (3600*63,54) A*s*g*mol/(s*mol*g) = 0,996 A

Kui tutvustame elektritööde seost W el

W el = U*I*t Ja W email/ U = I*t

Siis, teades pinget U, saate arvutada:

W el = F*m*Z*U/M

Samuti on võimalik arvutada, kui kaua kulub teatud koguse aine elektrolüütiliseks vabanemiseks või kui palju ainet teatud aja jooksul vabaneb. Katse ajal tuleb voolutihedus hoida kindlaksmääratud piirides. Kui see on alla 0,01 A/cm2, siis eraldub liiga vähe metalli, kuna osaliselt tekivad vase(I) ioonid. Kui voolutihedus on liiga suur, on katte nakkumine elektroodiga nõrk ja kui elektrood lahusest eemaldatakse, võib see mureneda.
Praktikas kasutatakse metallide galvaanilisi katteid eelkõige korrosioonikaitseks ja peeglitaolise läike saamiseks.
Lisaks puhastatakse metalle, eriti vaske ja pliid, anoodilise lahustamise ja sellele järgneva katoodil eraldamise teel (elektrolüütiline rafineerimine).
Raua katmiseks vase või nikliga tuleb esmalt eseme pind põhjalikult puhastada. Selleks poleerige seda pestud kriidiga ja rasvatage järjestikku seebikivi, vee ja alkoholi lahjendatud lahusega. Kui ese on kaetud roostega, peate selle eelnevalt marineerima 10–15% väävelhappe lahuses.
Riputame puhastatud toote elektrolüütilisse vanni (väike akvaarium või keeduklaas), kus see toimib katoodina.
Vaskkatte pealekandmise lahus sisaldab 250 g vasksulfaati ja 80-100 g kontsentreeritud väävelhapet 1 liitris vees (Ettevaatust!). Sel juhul toimib anoodina vaskplaat. Anoodi pind peaks olema ligikaudu võrdne kaetava objekti pinnaga. Seetõttu peate alati tagama, et vase anood ripub vannis katoodiga samal sügavusel.
Protsess viiakse läbi pingel 3-4 V (kaks akut) ja voolutihedusega 0,02-0,4 A/cm 2. Vannis oleva lahuse temperatuur peaks olema 18-25 °C.
Pöörame tähelepanu sellele, et anooditasand ja kaetav pind on paralleelsed. Keerulise kujuga esemeid on parem mitte kasutada. Varieerides elektrolüüsi kestust, on võimalik saada erineva paksusega vaskkatteid.
Sageli kasutavad nad esialgset vaskplaati, et kanda sellele kihile vastupidav kate muust metallist. Seda kasutatakse eriti sageli raua kroomimisel, nikeldamisel tsinkimisel ja muudel juhtudel. Tõsi, selleks kasutatakse väga mürgiseid tsüaniidelektrolüüte.
Nikeldamiseks elektrolüüdi valmistamiseks lahustage 25 g kristalset nikkelsulfaati, 10 g boorhapet või 10 g naatriumtsitraati 450 ml vees. Naatriumtsitraati saate ise valmistada, neutraliseerides 10 g sidrunhappe lahuse naatriumhüdroksiidi või sooda lahusega. Olgu anood võimalikult suure pindalaga nikkelplaat ja pingeallikaks võtke aku.
Kasutades muutuvat takistust, säilitame voolutiheduse 0,005 A/cm 2 . Näiteks kui objekti pindala on 20 cm 2, peate töötama voolutugevusega 0,1 A. Pärast pooletunnist tööd on objekt juba nikeldatud. Võtame selle vannist välja ja pühime lapiga üle. Siiski on parem mitte katkestada nikeldamise protsessi, kuna siis võib niklikiht passiveerida ja sellele järgnev nikkelkate ei nakku hästi.
Peegelläike saavutamiseks ilma mehaanilise poleerimiseta lisame galvaanilisele vannile nn läiget tekitavat lisandit. Selliste lisandite hulka kuuluvad näiteks liim, želatiin, suhkur. Niklivanni võid lisada näiteks paar grammi suhkrut ja uurida selle mõju.
Raua kroomimise elektrolüüdi valmistamiseks (pärast vase eeltööd) lahustage 100 ml vees 40 g kroomanhüdriidi CrO 3 (Ettevaatust! Mürk!) ja täpselt 0,5 g väävelhapet (mitte mingil juhul rohkem!). Protsess toimub voolutihedusega umbes 0,1 A/cm 2 ja anoodina kasutatakse pliiplaati, mille pindala peaks olema veidi väiksem kui kroomitud pinna pindala.
Nikli- ja kroomivanne on kõige parem veidi kuumutada (umbes 35 ° C-ni). Pange tähele, et kroomimiseks kasutatavad elektrolüüdid, eriti pika protsessi ja suure voolu korral, eraldavad kroomhapet sisaldavaid aure, mis on tervisele väga kahjulikud. Seetõttu tuleks kroomimine läbi viia veojõu all või vabas õhus, näiteks rõdul.
Kroomimisel (ja vähemal määral nikeldamisel) ei kasutata metalli sadestamiseks kogu voolu. Samal ajal eraldub vesinik. Mitmete pingete põhjal eeldaks, et vesiniku ees olevad metallid ei peaks vesilahustest üldse eralduma, vaid vastupidi, vähemaktiivne vesinik. Kuid siin, nagu metallide anoodsel lahustamisel, on vesiniku katoodne eraldumine sageli pärsitud ja seda täheldatakse ainult kõrge pinge korral. Seda nähtust nimetatakse vesiniku ülepingeks ja see on eriti suur näiteks plii puhul. Tänu sellele asjaolule saab pliiaku toimida. Aku laadimisel peaks katoodile PbO 2 asemel ilmuma vesinik, kuid ülepinge tõttu algab vesiniku eraldumine siis, kui aku on peaaegu täielikult laetud.

Potentsiaalne erinevus “elektroodi aine – lahus” toimib täpselt aine (nii metallide kui ka metallide) võimekuse kvantitatiivse tunnusenamittemetallid) lähevad lahusesse ioonide kujul, s.t. iseloomuiooni ja sellele vastava aine OB-võime stabiilsus.

Seda potentsiaalset erinevust nimetatakseelektroodi potentsiaal.

Kuid otsesed meetodid selliste potentsiaalsete erinevuste mõõtmiseksei eksisteeri, seega leppisime kokku, et määratleme need seosesnn standardne vesinikelektrood, tugevusal, mida tinglikult peetakse nulliks (sageli nimetatakse seda kavõrdluselektrood). Standardne vesinikelektrood koosnebplaatinaplaadilt, mis on sukeldatud happe lahusesse, mis sisaldabH-ioonide kontsentratsioon + 1 mol/l ja pestakse gaasilise voolugavesinik standardtingimustes.

Potentsiaali tekkimist standardsele vesinikelektroodile võib ette kujutada järgmiselt. Plaatina adsorbeeritud vesinikgaas läheb aatomi olekusse:

H22H.

Plaadi pinnale moodustunud aatomi vesiniku, lahuses olevate vesinikioonide ja plaatina (elektronid!) vahel realiseeritakse dünaamiline tasakaal:

HH + + e.

Kogu protsessi väljendatakse võrrandiga:

H2 2H+ + 2e.

Plaatina ei osale redoksreaktsioonides Ja protsessis, kuid on ainult aatomi vesiniku kandja.

Kui teatud metallist plaat, mis on sukeldatud selle soola lahusesse, mille metalliioonide kontsentratsioon on võrdne 1 mol/l, ühendatakse standardse vesinikelektroodiga, saadakse galvaaniline element. Selle elemendi elektromotoorjõud(emf), mõõdetuna 25 °C juures, iseloomustab metalli standardset elektroodipotentsiaali, mida tavaliselt tähistatakse kui E 0 .

Seoses H 2 / 2H + süsteemiga käituvad mõned ained oksüdeerivate ainetena, teised redutseerivatena. Praegu on peaaegu kõigi metallide ja paljude mittemetallide jaoks saadud standardsed potentsiaalid, mis iseloomustavad redutseerivate ainete või oksüdeerivate ainete suhtelist võimet elektrone loovutada või kinni püüda.

Redutseerivate ainetena toimivate elektroodide potentsiaalid vesiniku suhtes on märgiga "-" ja märk "+" näitab oksüdeerivate ainete elektroodide potentsiaali.

Kui paigutada metallid nende standardsete elektroodipotentsiaalide järgi kasvavas järjekorras, siis nn metallide elektrokeemiline pingerida:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, N a, M g, A l, M n, Zn, C r, F e, C d, Co, N i, Sn, P b, H, Sb, B i, С u, Hg, А g, Р d, Р t, А u.

Metallide keemilisi omadusi iseloomustavad mitmed pinged.

1. Mida negatiivsem on metalli elektroodipotentsiaal, seda suurem on selle redutseerimisvõime.

2. Iga metall on võimeline soolalahustest välja tõrjuma (redutseerima) neid metalle, mis on pärast teda metallipingete jadas. Ainsad erandid on leelis- ja leelismuldmetallid, mis ei redutseeri teiste metallide ioone nende soolade lahustest. See on tingitud asjaolust, et nendel juhtudel toimuvad metallide reaktsioonid veega kiiremini.

3. Kõik metallid, millel on negatiivne standardelektroodipotentsiaal, s.o. need, mis asuvad metallide pingereas vesinikust vasakul, on võimelised seda happelahustest välja tõrjuma.

Tuleb märkida, et esitatud seeria iseloomustab metallide ja nende soolade käitumist ainult vesilahustes, kuna potentsiaalid võtavad arvesse konkreetse iooni interaktsiooni iseärasusi lahusti molekulidega. Seetõttu algab elektrokeemiline seeria liitiumiga, samas kui keemiliselt aktiivsem rubiidium ja kaalium asuvad liitiumist paremal. Selle põhjuseks on liitiumioonide hüdratatsiooniprotsessi erakordselt kõrge energia võrreldes teiste leelismetallide ioonidega.

Standardse redokspotentsiaali algebraline väärtus iseloomustab vastava oksüdeerunud vormi oksüdatiivset aktiivsust. Seetõttu võimaldab standardsete redokspotentsiaalide väärtuste võrdlus vastata küsimusele: kas see või teine ​​redoksreaktsioon toimub?

Seega kõik halogeniidiioonide oksüdatsiooni poolreaktsioonid vabadeks halogeenideks

2 Cl - - 2 e = C l 2 E 0 = -1,36 V (1)

2 Br - -2e = V r 2 E 0 = -1,07 V (2)

2I - -2 e = I 2 E 0 = -0,54 V (3)

saab rakendada standardtingimustes, kui oksüdeeriva ainena kasutatakse pliioksiidi ( IV ) (E 0 = 1,46 V) või kaaliumpermanganaat (E 0 = 1,52 V). Kaaliumdikromaadi kasutamisel ( E 0 = 1,35 V) saab läbi viia ainult reaktsioone (2) ja (3). Lõpuks lämmastikhappe kasutamine oksüdeeriva ainena ( E 0 = 0,96 V) võimaldab ainult jodiidiioone (3) hõlmavat poolreaktsiooni.

Seega on konkreetse redoksreaktsiooni toimumise võimalikkuse hindamise kvantitatiivseks kriteeriumiks oksüdatsiooni- ja redutseerimispoolreaktsiooni standardsete redokspotentsiaalide erinevuse positiivne väärtus.