電極の電位はいくらですか
電極電位または金属の電極電位は、金属が電解質溶液に浸漬されているときに、結晶格子のノードに位置する表面金属イオン原子と極性イオンの相互作用の結果として金属溶液界面で発生する電位差です。水分子が電極の表面に配向する...これは、電気二重層の形成、つまり境界における荷電粒子の非対称分布によるものです。
電解質中の金属の溶解現象は、化学電源に使用されます。金属板自体の塩の溶液で燻したものは、何らかの形でその塩に溶ける傾向があります。この傾向を金属の溶解弾性と呼ぶこともあります。
硫酸亜鉛 ZnTAKA4 の溶液に亜鉛板を浸漬すると、溶液中に正に荷電したイオンの形で亜鉛粒子が生成されます。ピンク色の原子は正に帯電したイオンの形で離れるため、亜鉛板上に過剰な自由電子が形成されて負に帯電し、表面近くの液体の層に過剰な正イオンが形成されます。したがって、この層には正の負荷がかかります。このようにして、液体と金属との界面には、空間的に分離された逆符号の電荷の電気二重層が形成される。
これらの電荷は、金属が溶液中にさらに通過するのを妨げます。負のプレートは正の金属イオンを保持し、電解質の正の電荷が金属イオンをプレートに向かって押し戻します。言い換えれば、金属と液体の界面にある二重層の電場は、金属イオンの溶液へのさらなる移行を妨げ、金属が溶液に入ろうとする性質、化学的な性質、および金属が溶液に入ろうとする力との間のバランスが確立されます。相対する電気の力。
金属と電解質の界面に電気二重層が形成される様子の図
したがって、電解質への溶解により、金属電極は、電極の材料および電解質の組成に依存する、電解質に対して特定の電極（換言すれば、電気化学）電位を獲得する。
ただし、電極電位は正の場合もあります。これは、溶液の陽イオンが電極に通過して電極を正に帯電させ、電解質層を負に帯電させる場合、たとえば銅板を十分に濃度の高い硫酸銅（CuSO）溶液に浸漬した場合に起こります4）。
電気二重層はコンデンサに例えることができ、その一方のプレートは金属表面であり、もう一方のプレートは金属表面上の溶液中のイオンの層です。逆に帯電したプレート間には、電位差またはジャンプが存在します。
電極と溶液の界面での電位上昇は、システムの酸化還元能力の尺度として役立ちます。ただし、そのような電位ジャンプ、または等価的に 2 つの相間の電位差を測定することは不可能です。しかし、e を測定することはできます。等c. 関心のある電極と、条件付きで電位がゼロであると仮定される (すべての場合において同じ) 電極で構成される要素。
などの計測を行っております。 c. 条件付きゼロと比較して、関心のある電極の酸化還元容量を特徴付けます。このようにして得られた値を金属の内部ポテンシャルと呼びます。
金属の電極電位を測定するには、電解液中に第 2 の電極を配置する必要があります。これにより、その材質に応じて特定の電極電位が得られます。したがって、直接測定できるのは 2 つの電極電位の代数和のみです。
このため、さまざまな材料の電極電位は、標準（通常、電位がゼロとみなされる水素電極）を基準にして決定されます。
水素標準電極に対する電位が既知である他の参照電極も測定に使用できます。この電位も e の測定に基づいて求められます。等c. 選択された参照電極と標準水素電極で構成される回路。
標準水素電極に接続された調査対象の電極が負の場合、記号「-」が内部電位に割り当てられ、それ以外の場合は記号「+」が割り当てられます。
たとえば、対応する金属塩の溶液中でこの方法で測定された亜鉛 -0.76 V、銅 +0.34 V、銀 +0.8 V の電極電位は、-正の電位からより負の電位を引くことによって決定されます。
異なる電極電位を持つ 2 つの金属板を対応する電解液、たとえば硫酸 (H2SO4) に亜鉛 (Zn) と銅 (Cth) を加えた溶液に置くと、これらの板に接続された電圧計は間の電圧を示します。 1Vよりわずかに大きいです。
この電圧は、この場合は e と呼ばれます。等c. ガルバニック対は、小さな正の電位を持つ銅と大きな負の電位を持つ亜鉛の電極電位の差によるものです。このようなデバイスは、最も単純なガルバニ電池、つまり Volta 電池です。
ガルバニ電池では、化学エネルギーが電気エネルギーに変換され、その助けを借りて、化学反応のエネルギーによる電気仕事を実行することができます。
ｅ．の測定。等c. ガルバニ電池は、電池回路に電流が流れていない状態で製造する必要があります。それ以外の場合は、測定された e。等s. は次のように定義された値より小さくなります。 2つの電極の平衡電位の差… 実際、電極上の電子の特定の濃度は平衡電位に対応します。正の値が低いほど、負の値は高くなります。したがって、二重層の溶液中にある部分の構造も異なります。
ｅ．の測定。等と電流が流れないセルは、通常、補償方法によって生成されます。それを適用するには、いくつかのものが必要です スタンダードeなどと いわゆる通常要素がそのような基準となる。最も一般的には、ウェストンの水銀カドミウム標準元素が使用されます。等これは 20 °C で 1.01830 V に相当します。