Течение реакции в режиме реального времени определяется природой окислителя и восстановителя, кислотностью среды, температурой, давлением и т.д. Поэтому устанавливаются особые критерии - стандартные окислительно-восстановительные потенциалы, которые учитывают тот факт, что реакции протекают с переносом электронов от восстановителя к окислителю.

Электрохимические процессы – это такие химические процессы, которые сопровождаются возникновением электрического тока.

При соприкосновении 2х химически или физически разнородных материалов возникает разность потенциалов. Обычно это протекает в системе: металл – металл или металл – раствор соли металла, раствор электролита – раствор другого электролита и т.д. Если изменение потенциала при переходе через границу происходит очень быстро, то говорят о скачке потенциала.

Причины возникновения скачка потенциала:

  • природа контактирующих материалов;
  • обмен заряженными частицами (в результате происходит избыток электрического заряда одного знака и недостаток другого).

В результате обмена заряженными частицами происходит образование двойного электрического слоя.

Такой процесс превращения энергии окислительно-восстановительных реакций в электрическую наблюдается в гальваническом элементе.

Рассмотрим пример – гальванический элемент Якоби- Даниэля:

 

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.

 

Тут происходит перенос электронов от цинкового восстановителя к медному окислителю. Сосуды соединены стеклянной трубкой с раствором поваренной соли.

 

Количественные характеристики окислительновосстановительных реакций Стандартные окислительновосстановительные потенциалы

 

Электрод приобретает электрический заряд в результате его реакции с окружающим раствором. Разность потенциалов между электродом и раствором называют электродным потенциалом. Разность потенциалов – электродвижущая сила элемента. Электроны образуются из цинка в ходе его окисления:


Zn = Zn2+ + 2e.

 

А образующиеся электроны переносятся по проволоке к медному электроду и захватываются ионами меди, которые находятся вблизи медного электрода:

 

Cu2+ +2e= Cu.

 

Т.е. при контакте электродов цинк посылает все новые и новые количества ионов Zn2+ в раствор, а медный электрод разряжается, выделяя металлическую медь.

А мостик между хлорида натрия позволяет ионам соли свободно передвигаться из раствора в раствор.

Принято считать, что направление тока обратно направлению движения электронов, т.е. ток направлен от меди к цинку: от элемента с более высоким потенциалом к элементу с более низким.