Окислительно-восстановительный элемент

Окисли́тельно-восстанови́тельный элеме́нт — это гальванический элемент, состоящий из двух инертных (обычно платиновых) электродов, опущенных в растворы солей с определенным окислительно-восстановительным потенциалом. Для этого элемента характерно то, что катионы и анионы, изменяя свой заряд, не выделяются на электродах и не появляются в растворе путём перехода вещества из электрода в раствор.

Например, одним из электродов окислительно-восстановительного элемента может служить платиновая пластинка, погруженная в раствор, содержащий ионы двух- и трехвалентного железа, другим электродом — платиновая пластинка в растворе, содержащем ионы двух- и четырёхвалентного олова. Схема этого элемента имеет вид: $\mathsf{P}\mathsf{t}\mathsf{|}\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{3}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{|}\mathsf{|}\mathsf{S}{\mathsf{n}}^{\mathsf{4}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{S}{\mathsf{n}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{|}\mathsf{P}\mathsf{t}$${\mathsf {Pt|Fe^{3+},Fe^{2+}||Sn^{4+},Sn^{2+}|Pt}}$
При этом электрод в системе $\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{3}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}$${\mathsf {Fe^{3+},Fe^{2+}}}$ получает положительный заряд и притягивает анионы из раствора, в результате на поверхности электрода образуется двойной электрический слой с определенным скачком потенциала. Этот электродный потенциал зависит от концентрации ионов $\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{3}\mathsf{+}}$${\mathsf {Fe^{3+}}}$ и $\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}$${\mathsf {Fe^{2+}}}$. Знак потенциала и его величина определяются относительно стандартного водородного потенциала.

Соединив электрод $\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{3}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{|}\mathsf{P}\mathsf{t}$${\mathsf {Fe^{3+},Fe^{2+}|Pt}}$ с электродом $\mathsf{S}{\mathsf{n}}^{\mathsf{4}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{S}{\mathsf{n}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{|}\mathsf{P}\mathsf{t}$${\mathsf {Sn^{4+},Sn^{2+}|Pt}}$, имеющим меньший положительный потенциал, чем электрод $\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{3}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{|}\mathsf{P}\mathsf{t}$${\mathsf {Fe^{3+},Fe^{2+}|Pt}}$ получим окислительно-восстановительный элемент, при действии которого на электроде $\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{3}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{F}{\mathsf{e}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{|}\mathsf{P}\mathsf{t}$${\mathsf {Fe^{3+},Fe^{2+}|Pt}}$ будет идти реакция восстановления и электроны будут поступать из электрода в раствор. На электроде $\mathsf{S}{\mathsf{n}}^{\mathsf{4}\mathsf{+}}\mathsf{,}\mathsf{S}{\mathsf{n}}^{\mathsf{2}\mathsf{+}}\mathsf{|}\mathsf{P}\mathsf{t}$${\mathsf {Sn^{4+},Sn^{2+}|Pt}}$ идет реакция с отдачей электронов электроду и увеличением заряда катиона, то есть протекает реакция окисления (ЭДС этого элемента больше нуля).

См. такжеПравить

• Гальванические элементы
• Электрохимия
• Окислительно-восстановительные реакции
• Электродный потенциал

ЛитератураПравить

Герасимов Я.И. Курс физической химии в 2-х томах: Том 2. - М.: Химия, 1973. - 624 с.