Разность потенциалов служит качественной характеристикой способности вещества переходить в раствор в виде ионов, т.е. характеристикой окислительно-восстановительной способности иона и соответствующего ему вещества, и называется электродным потенциалом.
Существует несколько способов измерений разности потенциалов, одним из которых является определение по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого принят за 0 (это электрод сравнения).
Стандартный водородный электрод состоит из платиновой пластинки, погруженной в раствор кислоты с концентрацией ионов водорода 1 моль/л и омываемой струей газообразного водорода при стандартных условиях.
Газообразный водород адсорбируется платиной, переходит в атомарное состояние:
H2⇄2H.
Между атомарным водородом, которой образуется а поверхности платины, ионами водорода в растворе и платиной, реализуется состояние равновесия:
Н⇄Н++e.
Суммарно процесс выглядит так:
H2⇄2H++2e.
Платина является лишь носителем атомарного водорода, и не участвует в ОВР.
Если же пластину металла, погрузить в раствор с концентрацией ионом металла 1 моль/л и соединить со стандартным водородным потенциалом, то получится гальванический элемент.
ЭДС (электродвижущая сила) характеризует стандартный электродный потенциал металла и обозначается Е0.
В настоящее время измерены значения стандартных электродных потенциалов многих элементов, из которых образован электрохимический ряд напряжений металлов:
Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Ag, Hg, Pd, Pt, Au.
Ряд характеризует следующие свойства металлов:
1. каждый элемент способен вытеснять (восстанавливать) из растворов солей те металлы, которые стоят в ряду после него. Исключения: щелочные и щелочно-земельные металлы, которые не будут восстанавливать металлы, стоящие после них.
2. чем более отрицательнее электродный потенциал, тем больше выряжена его восстановительная способность.
3. металлы, которые стоят перед водородом, способны вытеснять его из растворов кислот.
В таблице приведены полуреакции восстановления:
Ox+ne→R,
Где Ох – окисленная форма, R – восстановленная.
Т.е. критерием возможности протекания той или иной реакции является положительное значение разности стандартных потенциалов окислительно – восстановительных потенциалов полуреакций окисления и восстановления.