Типы электродов. 
Электродные потенциалы. 
Уравнение Нернста

Электроды первого рода.

Системы, состоящие из металла, находящегося в контакте с раствором своих ионов, называются обратимыми электродами первого рода и обозначаются Ме" +/ Me, например Zn2+/Zn или Cu2+/Cu. Такие электроды обратимы по катиону.

Возникновение потенциала на границе раздела металл — раствор его соли. При контакте металлов с растворами их солей на границе раздела металл — раствор возникает двойной электрический слой. При этом возможны два случая.

1. Химически активные металлы (например, Zn, Fe, Ni) при контакте с полярными молекулами воды образуют гидратированные ионы Meⁿ⁺mH₂0, которые переходят в раствор, т. е. происходит частичное растворение металла. При этом металл заряжается отрицательно за счет избытка электронов, остающихся на его поверхности, а раствор — положительно за счет перехода в него положительно заряженных гидратированных ионов. Например, при контакте цинковой пластинки с раствором ZnS0₄ протекает процесс, суть которого условно записывается как Zn° — 2ё^± Zn²⁺. (рис. 5.1, а).

Рис. 5.1. Возникновение потенциала на границе раздела:

а — активный металл (Zn) — раствор ионов (Zn²⁺);

• 6 — малоактивный металл (Си) — раствор ионов (Си²⁺)
• 2. При контакте малоактивных металлов (Си, Ag, Аи и т. д.) с растворами солей происходит осаждение (адсорбция) ионов металла на пластине, которая при этом заряжается положительно, а оставшиеся в растворе избыточные анионы создают у поверхности пластины отрицательный заряд. Так происходит, например, при контакте медной пластины с раствором CuSO/, (рис. 5.1, б)^{

В обоих случаях образуется двойной электрический слой — две области объемного заряда разного знака, расположенные, но обе стороны границы раздела фаз. При определенной напряженности электрического поля в двойном электрическом слое устанавливается динамическое равновесие между количеством ионов, поступающих в раствор и возвращающихся обратно на поверхность металла (в случае активного металла), и, наоборот, между количеством ионов, адсорбирующихся на поверхности металла и возвращающихся в раствор (в случае неактивных металлов). Разность потенциалов ф, возникающая на границе раздела между металлом и раствором его соли, называется электродным потенциалом.

¹ В действительности строение двойного слоя сложнее, чем показано на рис. 5.1.

Электроды второго рода — системы, состоящие из металла, покрытого слоем нерастворимого соединения этого металла, и помещенные в раствор, содержащий анионы, входящие в состав этого соединения. Например, хлоридсеребряный электрод: Ag/AgCl, С1-; каломельный электрод: Hg/Hg₂Cl₂, КС1; сульфат-ртутный электрод: IIg/lIg₂S0₄, II₂S0₄.

Такие электроды обратимы по аниону:

Окислительно-восстановительные электроды — системы, состоящие из инертного металла (обычно платины), помещенного в раствор, содержащий ионы одного и того же элемента в разной степени окисления. При этом ион (молекула), содержащий элемент в большей степени окисления, называется окисленной формой, а ион (молекула), содержащий элемент в меньшей степени окисления, — формой восстановленной. Например: Pt / Fe³⁺, Fe^2+.