Екінші текті электродтар.

Екінші текті электродтар металдан, сол металдың нашар еритін тұ зынан жә не осы тұ збен аттас анионы бар басқ а бір жақ сы еритін электролиттің ерітіндісінен тұ рады. Металл ө зінің нашар еритін тұ зының кристалдарынан жасалғ ан пастамен қ апталып, сол тұ збен аттас анионы бар электролиттің ерітіндісіне батырылады. Электродтың схемасы:

A^n- /МА, М

Электродтың реакция катионның да, анионның да қ атысында жү реді. Электрохимиялық процестің ө зімен қ атар (Меⁿ⁺ +ne M) МА тұ зының тұ нбағ а тү суі не ерітіндіге ө туі жү реді. (МА Меⁿ⁺+ A^n-)

Бұ л екі процестің қ осындысы

МА+ne M+A^n-

Электродтың потенциалы осы соң ғ ы реакциямен анық талады. Потенциалдың тең деуі (a_ma=a_m=1жағ дайда)

ε A^n-/МА, М= ε ⁰ A^n-/МА, М- (RT/nF) lna A^n-

Екінші текті электродтар потенцалдары ұ зақ уақ ыт бойына тұ рақ ты сақ талатындық тан салыстырмалы электрод ретінде потенциометрлік анық тауларда қ олданылады. Салыстырмалы электрод ретінде кө бінесе каломель жә не хлор-кү міс электродтары пайдаланылады.

Каломель электроды деп – каломель мен (Hg₂Cl₂) сынап қ оспасынан жасалғ ан пастамен қ апталғ ан, калий хлорииді ерітіндісіне батырылғ ан сынап электродын айтады.

Cl^-/Hg₂Cl₂, Hg

Электродтық реакцияның нә тижесінде каломель тотық сызданып металл кү йіндегі сынапты жә не хлор анионын береді.

Hg₂Cl₂+2e=2 Hg+2 Cl^-

Сынап электродының потенциалы бірінші текті металл электроды потенциалының тең деуімен ө рнектеледі:

ε Hg₂²⁺/ Hg= ε ⁰ Hg₂²⁺/ Hg +(RT/2F) lna Hg₂²⁺

Бұ л тең деуге сә йкес электродтық реакция: Hg₂²⁺+2e 2Hg

Ох, Red/Pt; Ox+ne Red

Мысалы, Sn⁴⁺, Sn²⁺/Pt; Fe³⁺, Fe²⁺/Pt MnO₄^-, MnO₄^2-/Pt

Бұ ларда ө тетін реакция

Sn⁴⁺+2e Sn²⁺; Fe³⁺+e Fe²⁺ жә не MnO₄^-+e MnO₄^2-

Тотығ у-тотық сыздану электрдтарының потенциалы да Нернст тең деуімен анық талады

ε Ox, Red= ε ⁰Ox, Red+(RT/nf)ln(a_Ox/a_Red)

мұ нда ε ⁰Ox, Red-стандартты тотығ у-тотық сыздану потенциалы

Хингидрон электроды деп органикалық зат-хингидронның

(C6H4O2 C₆H₄(OH)₂) қ анық қ ан ерітіндіде батырылғ ан Pt электродын

_{хинон гидрохинон}

айтады.

C₆H₄(OH)₂ C₆H₄O₂+2H⁺+2e

ε _xT= ε ⁰_xT+ RT/2f)ln(a_x a_H+/a_T

Х электродының стандартты потенциалының 25^оС –тағ ы мә ні

ε ⁰_xT=0, 6992В Оның t-ғ а тә уелділігі мына формуламен анық талады

ε ⁰_xT=0, 7177-7, 4 10^-4t

Ион алмасу электродтары. Ион алмасу электродтары иониттен жә не ионит батырылғ ан ерітіндіден тұ рады.Ионит пен ерітінді арсында ион алмасу салдарынан электродтық потенциал пайда болады.Мысалы иониттің I⁺ионы ерітіндінің М⁺ ионымен алмасады делік I⁺ионит+M⁺_еріт I⁺ _еріт+ M⁺ _ионит

К_алм= (a_{I+ еріт+ M+ ионит)}/ (a _{I+ионит+M+еріт)}

Тепе-тең дік жағ дайда иониттің беттік қ абаты мен ерітінді бір-біріне қ арама-қ арсы зарядталады, сө йтіп ионитпен ерітінді шекарасында қ ос электр қ абаты пайда болады.Ерітіндіде ә ртү рлі ионит иондарымен алмасады.Сондық тан ион алмасу электрон+ион селективті электродтар деп атлады.

Шыны электроды. Шыны электроды арнаулы шыныдан жасалғ ан жұ қ а мембранадан тұ рады.Шыны қ ұ рамында сілтілік металдың мө лшері кө бірек болады.

М_аш ⁺+ Н⁺_еріт Na⁺_еріт+H_аш⁺ Алмасу реакциясының тепе-тең дік константасы

К_алм=(a_{Na+еріт+Hаш+})/(a_Naш⁺ a_Hеріт⁺)

Хлор-кү міс электроды -кү міс хлоридінің (AgCl)кристалымен қ апталғ ан жә не KCl ерітіндісіне батырылғ ан кү міс электроды

Cl^-/AgCl, Ag

Электродтық реакцияның тең деуі AgCl+e Ag+Cl^- электрод потенциалының формуласы ε Cl^-/AgCl, Ag= ε ⁰ Cl^-/AgCl, Ag- RT/f)lnaСl^-

Газ электродтары. Газ электродтарының схемасы жалпы тү рде былай жазылады: Ерітінді/газ, металл

Ерітіндіде сол алынғ ан газдың ионы болады.Электродты металл ролін инертті металдар атқ арады.(Pt, Au, Ra).Инертті металл реакцияғ а қ атыспайды, тек ө ткізгіш ролін атқ арады

Газ электродтарында сутегі, оттегі, хлор электродтары жатады.

Сутегі электроды -Pt ұ нтағ ымен қ апталғ ан, Н₂ газымен қ анық қ ан, сө йтіп Н₂ ионы бар ерітіндіге батырылғ ан платина пластинкасы

Н₃О⁺/H₂, Pt 2H⁺+2e H₂

Электрод потенциалының тең деуі

ε Н⁺/H₂= ε ⁰ Н⁺/H₂ +(RT/2f)ln(a² _Н+/P_H2) немесе ε ⁰ Н⁺/H₂=0 болғ андық тан

ε Н⁺/H₂=(RT/f)lna _Н+/P_H2^1/2)

Оттегі электроды H₂O, OH^-/O_2, Pt-схемасы

Мұ нда Pt пластинкасы оттегі газымен қ анық тырылып, ОН ионы бар ерітіндіге батырылады

O₂+2H₂O+4e=4OH^-

ε OН^-/O₂= ε ⁰ OН^-/O₂ +(RT/4f)ln(Po₂a² _Н20/a⁴_OH^-)

ε OН^-/O₂= ε ⁰ OН^-/O₂ +(RT/2f)lna_H20

Оттегі электродының стандартты потенциалының 298К t-ғ ы мә ні

ε OН^-/O₂=+0, 401 B

Хлор электродтың схемасы Cl^-/Cl_2, Pt

Cl₂+2e 2Cl^-

ε Cl^-/Cl₂= ε ⁰ Cl^-/Cl₂ +(RT/2f)ln(P_Cl2/a²_Cl^-)

Тотығ у-тотық сыздану электродтары. Жалпы алғ анда барлық электродтарда тотығ у-тотық сыздану реакциясы жү руі нә тижесінде электродтық потенциал пайда болады.Кейбір электродтардың тотығ у-тотық сыздану электродтары деп аталу себебі мұ ндай электродтарда реакция металл мен ерітінді арасында емес, ерітіндінің ө з ішінде ө теді.Тотығ у-тотық сыздану электродтары (немесе редокс электродтар) инертті металдан жә не ішінде заттың тотық қ ан (O_Х) жә не тотық сызданғ ан (Red) тү рлері бар ерітіндіден тұ рады.Ерітіндіге батырылғ ан инертті металл электродтық реакцияғ а қ атыспай, тек ө ткізгіш ролін атқ арады.

5.. Химиялық элемент.