Přepětí vodíku, vylučovací potenciál

Anonym Manosic09.03.2015 18:39 Nahlásit
Dobrý den,
vůbec nerozumím pojmům přepětí vodíku a vylučovací potenciál. A jak to souvisí s tím, jak se co bude na elektrodách vylučovat? Na internetu je to všechno nějak moc komplikované... Nemohl by mi to prosím někdo nějak srozumitelně vysvětlit?

Odpovědi

Přidat odpověď ▾

Diskuze

Mezek10.03.2015 09:34 Nahlásit
Standardní potenciál E° je potenciál definované elektrody v definovaném roztoku. Jde o rovnovážný stav, kdy mezi elektrodou a roztokem neprochází žádný elektrický proud. V okamžiku, kdy mezi roztokem a elektrodou začne procházet elektrický proud, objeví se další potenciály:
1: Mezi elektrodou a redukovanými nebo oxidovanými ionty dochází k vynucené výměně elektronů na rozdíl od rovnovážného stavu, kdy taková výměna probíhala samovolně. Rychlost výměny elektronů mezi elektrodou a ionty je závislá na materiálu elektrody a velikosti napěťového rozdílu mezi elektrodou a roztokem. V závislosti na velikosti procházejícího proudu se toto napětí mění. Mluvíme o elektrochemické polarizaci elektrody, a vzniklé napětí je nutno přičítat k E°.
2:Výměna elektronů probíhá ve většině případů na fázovém rozhraní mezi roztokem a pevnou elektrodou. Na elektrodě dochází, podle druhu, k vylučování nebo naopak vzniku iontů a tak i koncentračnímu rozdílu mez roztokem a vrstvě, bezprostředně přilehlé k elektrodě. Koncentrační spád je opět závislý na proudovém zatížení elektrody. Mluvíme o koncentrační polarizaci. Vzniklé napětí se opět přičítá k E°.
3: V závislosti na složení elektrolytu mohou u každé z obou elektrod probíhat i jiné reakce, při kterých mohou vznikat nové elektroaktivní látky. Tak pokud při elektrolýze NaCl budou u anody současně ionty -cl- a OH-, nebude se vylučovat ve významné míře chlor, ale bude vznikat HClO. Ionty OH- budou vznikat u katody buď v důsledku vylučování sodíku, nebo v důsledku vylučování vodíku. Pokud tedy chceme elektrolýzou vodného roztoku NaCl vyrobit chlor, musíme omezit nebo zabránit putování OH- k anodě, třeba vložením diafragmy. Elektrolyt u anody se v první fázi okyselí, tím se výrazně sníží koncentrace OH- a bude sy vylučovat chlor. Druhou možností je zabránit vylučování vodíku na katodě.

Elektrochemická polarizace při vylučování vodíku je nejmenší u platinové elektrody, potažené platinovou černí. Na ostatních kovec je elektrochemická polarizace výrazně vyšší. To je důvod, proč se při nabíjení olověného akumulátoru v počátku vylučuje olovo. Teprve, když klesne koncentrace Pb++ v elektrolytu (konec nabíjení), začne se vylučovat sodík. Jiným příkladem může být elektrolýza roztoku NaCl na rtuťové katodě. Vylučovací napětí vodíku na rtuti je nejvyšší ze všech kovů. Navíc sodík se ve rtuti rozpouští a tím se brání jeho reakci s vodou elektrolytu.
Anonym Manosic10.03.2015 19:55 Nahlásit
díky moc, je mi to o něco jasnější,
jen pro kontrolu, jestli to chápu správně:
jak píšeš> : 'Mluvíme o elektrochemické polarizaci elektrody, a vzniklé napětí je nutno přičítat k E°.' to napětí co přičítáme, je tedy rozdíl napětí, které jsme přivedli na elektrodu a napětí, které je samo o sobě v roztoku?

je správně tedy vylučovací potenciál, jako součet všech těchto potenciálů? tedy standardní potenciál+ přivedené napětí na elektrody+ vzniklý koncentrační potenciál

proč se zinková elektroda uvolňuje do jeho roztoku, kdežto měďěná naopak příjmá ionty? a chápu správně, že pokud má redoxní systém kladnou hodnotu standardního red. potenciálu, bude tedy ionty příjmat a se zápornou odevzdávat?
Mezek10.03.2015 20:05 Nahlásit
E°je rovnovážné napětí za standardních podmínek. Aby došlo k elektrolytickému vylučování, musíme kromě rovnovážného napětí E°přidat potenciál elektrochemické polarizace a případně ještě další potenciály. Pokud elektroda pracuje jako součást galvanického článku, budou se tyto potenciály odečítat. Svorkové napětí článku bude menší, než rozdíl E° obou poločlánků.
Jestli se kov z roztoku vylučuje nebo naopak se materiál eletrody rozpouští, závisí na napětí elektrod. Tak při elektrolytickém vylučování mědi (pokovování, elektrolytické čištění mědi) se na katodě měď vylučuje a na anodě rozpouští.
Anonym Manosic10.03.2015 20:17 Nahlásit
a když je pouze zinkový plíšek vložen do roztoku se zn2+, tak se prý po nějaké době plíšek nabije záporně, protože z něj zn2+ odcházejí do rozotku, proč, když se to samé udělá s měděným plíškem a s meďnatým roztokem, tak se plíšek nabije kladně?
Anonym Vobomoq11.03.2015 10:34 Nahlásit
Protože Zn přechází do roztoku, zatím co ionty Cu se vylučují jako kov.
Anonym Manosic11.03.2015 13:45 Nahlásit
a je správně říct, že pokud má kov kladný standardní elektrodový potenciál, tak se nabíjí ve svém roztku kladně a naopak?
Mezek14.03.2015 09:12 Nahlásit
Měď má vyšší afinitu k elektronům než vodík. Proto vodíkový ion nemůže Cu odebírat elektrony a tudíž měď s vodou nebude reagovat. Naproti tomu zinek má menší afinitu k elektronům než vodík, proto ve vodném roztoku nahrazuje vodíkový iont. Pokud v roztoku nebude komu předat elektrony, zůstanou na elektrodě. Ta se bude nabíjet záporně, až se při určitém rovnovážném napětí pochod zastaví. Standardní elektrodový potencíál E°, který najdeš v tabulkách, je napětí proudově nezatížené zinkové elektrody, ponořené do roztoku Zn++ o c = 1mol/dm3. Rozdíly v afinitě k elektronům vedly k seřazení kovů do Beketovovvy řady kovů:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Beketovova_%C5%99ada_kov%C5%AF
Anonym Manosic16.03.2015 18:10 Nahlásit
Jak to, že v roztoku není komu předat elektrony? Vždyť by je mohl předat tomu H+, který je 'víc chce' ne?
Mezek16.03.2015 18:48 Nahlásit
Když bude v roztoku komu předávat elektrony, elektroda bude reagovat s látkami v roztoku a rozpustí se. Žádný poločlánek nebude.
Anonym Manosic16.03.2015 22:02 Nahlásit
Takže Zn ty elektrony nepředává H+ iontům?

Promiň, asi to jsou blbosti... Mám v tom zmatek...
Mezek17.03.2015 08:09 Nahlásit
Pokud se rozpouští v kyselině, pak ano. Právě proto se pro definovaný poločlánek používá rovnováha kovového zinku v roztoku jeho iontů. Tam není velká koncentrace H+, zato je tam výrazně vyšší koncentrace Zn++. Pak vznikne rovnováha Zn ⇄ Zn++ + 2e. Tak, jak se zvyšuje přebytek elektronů na kovovém Zn, klesá rychlost reakce zleva doprava a roste rychlost v opačném směru.
Anonym Jinilym29.05.2016 23:13 Nahlásit
Ty dva elektrony z toho zinku nejdou H+ iontu v tom poločlánku (v případě, že tam není kyselina, ale pouze voda), ale zůstávají v tom kovu, proto tam nastane nadbytek elektronů v kovovém zinku a nabije se záporně, zinek se samotnou vodou nereaguje (btw, v galvanickém článku jsou všechny děje samovolné, jinak bychom ten proud z toho nedostali).
Přidat komentář do diskuze ▾