4.2. Электродный потенциал металла

При помещении металла в электролит происходит процесс его растворения, носящий специфический характер: каждый катион металла, под действием молекул растворителя переходя в раствор, оставляет на поверхности металла отрицательный эквивалентный заряд в виде свободных электронов.

Ввиду сил электростатического взаимодействия (), катионы металла, перешедшие  в электролит, притягиваются к поверхности металла. Возникает образование,  называемое  двойным электрическим слоем, по своему устройству напоминающее заряженный плоский конденсатор. Образовавшийся двойной электрический слой препятствует дальнейшему растворению металла и система металл – раствор приходит в состояние термодинамического равновесия. В этом состоянии между металлом и раствором возникает устойчивая разность потенциалов (скачок потенциала), называемая электродным потенциалом металла.

Величина этого потенциала рассчитывается в соответствии с уравнением:

 ,                                                               (4.1)

где −электродный потенциал металла в стандартных условиях; n - число моль-эквивалентов веществ, участвующих в реакции окисления; − активность ионов металла в растворе.

Чем отрицательнее величина электродного потенциала металла, тем выше склонность металла посылать свои катионы в раствор. Значения (j0ме) для большинства металлов и химических соединений приводятся в таблице, называемой электрохимическим рядом напряжений, если растворитель – водный раствор при 25°С, а активности (концентрации) ионов таковы, что значения электродных потенциалов соответствуют стандартным.

Если металлы, погруженные в исследуемый электролит, напримерморскую воду,  расположить в соответствии с измеренными электродными потенциалами, то получают гальванический ряд напряжений. Этот ряд выполняется, однако, лишь для исследуемого электролита (например, гальванический ряд для чистых металлов и сплавов в морской воде).

Скорость процесса растворения металла (анодного процесса) характеризуется соответствующим значением плотности анодного тока (ia), а скорость процесса осаждения ионов металла из раствора – плотностью катодного тока (ik). В условиях термодинамического равновесия ia=ik.