Дополнительный материал к § 48

Электрохимический ряд напряжений металлов и его использование при выполнении самостоятельных работ

Важной количественной характеристикой восстановительных свойств металла и окислительных свойств его иона является электродный потенциал Е⁰. Он характеризует также способность металла переходить в гидратированный ион.

Если расположить металлы в порядке убывания их восстановительной способности, характеризуемой их электродными потенциалами Е⁰, получится электрохимический ряд напряжений (табл. 34), прототипом которого является ряд активности.

Электрохимический ряд напряжений металлов — это ряд, в котором металлы расположены в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов [E⁰] и убывания восстановительных свойств.

Электрохимический ряд напряжений

Электрохимический ряд напряжений представляет собой сложную обобщенную количественную электрохимическую характеристику металлов и их ионов, связанных между собой в систему Ме/Меⁿ⁺. Этот ряд выражает в обобщенной форме следующие закономерности:

а) последовательное уменьшение восстановительных свойств металлов по отношению к растворам кислот и солей и повышение окислительных свойств их ионов в растворах;

б) закономерную взаимосвязь (сопряжение) металлов и их ионов в окислительно-восстановительных реакциях (металл — восстановитель, его ион — окислитель):

в) уменьшение способности металлов переходить в водных растворах электролитов в гидратированные ионы.

Электрохимический ряд напряжения металлов (см. табл. 34) служит важной ориентировочной основой для определения возможностей протекания окислительно-восстановительных реакций металлов, их направлений, для составления уравнений этих реакций. Поэтому важно научиться правильно использовать его в своей учебной работе. Для применения ряда напряжений следует знать ряд положений по его использованию и границы применения этого ряда.

Электрохимический ряд напряжений металлов в качественном и количественном плане отражает последовательное изменение электрохимических свойств металлов и сопряженных с ними ионов.

Он используется для определения принципиальной возможности протекания окислительно-восстановительных реакций металлов (с растворами кислот и солей). При этом важно учитывать следующие положения:

чем меньше алгебраическая величина потенциала (например, E⁰(Li/Li⁺) = -3,04 В), тем выше восстановительная способность металла и меньше окислительные свойства его иона, и наоборот, чем больше алгебраическая величина потенциала (например, Е⁰ (Аu/Аu) = + 1,5 В), тем слабее металл как восстановитель, но тем сильнее его ион как окислитель;
чем больше разность потенциалов у взаимодействующих пар металлов, тем реальнее окислительно-восстановительный процесс между ними. Так, разность потенциалов, или ЭДС, медно-цинкового элемента составит:
Следовательно, реакция вытеснения цинком меди из раствора ее соли принципиально возможна;
электрохимический ряд металлов не используется в случае решения вопроса о возможности протекания реакций обмена, реакций между металлами и твердыми веществами и т. д., его действие ограничивается лишь реакциями металлов с растворами электролитов (кислот, солей).

Окончание параграфа >>>