Электрохимический ряд активности (напряжения) металлов и неметаллов.

[igor96]

Всем известен ряд активности металлов. А можно ли в него включить и неметаллы или составить такой ряд отдельно для неметаллов и как это сделать?

[AntrazoXrom]

Да запросто! как будете определять стандартный электродный потенциал неметаллов? :bh:

Из Вики цитата:

"Положение в электрохимическом ряду напряжений металлов, образующих ионы разного заряда, зависит от природы соответствующих ионов. Аналогичные ряды напряжений можно построить для неметаллич. и редокс-электродов (окислит.-восстановительных)."

Изменено 29 Февраля, 2012 в 20:01 пользователем AntrazoXrom

[popoveo]

Да запросто! как будете определять стандартный электродный потенциал неметаллов? :bh:

...

Не обязательно же мерять напрямую. Можно же и рассчитать. Например, для серы, исходя из потенциала окисления иона S(2-) на аноде в водном растворе Na2S.

А такие неметаллы, как As, Sb, Se, Te и прочие переходные вообще сравнительно неплохо ток проводят.

Для азота, фосфора, бора, кислорода и т.д. можно провести расчет исходя из электродов, сделанных на основе их соединений с переходными металлами (многие имеют металлическую проводимость).

[mypucm]

Ha caмом деле, построить ряд металлов просто: там однотипные реакции, переход от металла к его ионам в растворе. Да, некоторые металлы несколько сортов ионов дают, но это скорее исключения, которые на общую картину не влияют. А вот если, скажем, азот туда, в этот ряд втыкать, то какую из многочисленных электродных реакций с его участием брать за основу? Тем более что потенциал ни одной из них реально измерить нельзя, это все расчетные значения. Или он там будет гордо числиться аж в нескольких местах, или надо для составления ряда из неметаллов вводить некую стандартизацию. Скажем, если для металлов для построения ряда напряжений учитывается образование катионов, то для неметаллов надо учитывать реакции образования анионов. Или водородных соединений, вроде аммиака.

 

Возражения типа "как определять будете", они не принимаются. А как определили стандартный потенциал для металлов, равновесие которых с раствором их ионов в принципе не устанавливается? Это магний, алюминий, другие активные металлы (несколько проще со щелочными и щелочноземельными металлами: на них устанавливается потенциал коррозии, практически равный равновесному), все тугоплавкие металлы (железо, никель, платина), все сильно пассивирующиеся металлы (титан, хром); некоторые металлы к тому же одновременно и тугоплавкие, и пассивируются, и т.п. И их потенциал измерить не реально. Но гальванический элемент - это, по сути, всего лишь такой извращенный способ осуществить редокс-процесс, который нормально протекает и в более обычной для химиков системе. Вот проводят эту обычную реакцию, вроде выделения водорода за счет растворения магния, определяют ее ΔG и пересчитывают в ЭДС по известной формуле.

[borodul]

Ha caмом деле, построить ряд металлов просто: там однотипные реакции, переход от металла к его ионам в растворе. Да, некоторые металлы несколько сортов ионов дают, но это скорее исключения, которые на общую картину не влияют. А вот если, скажем, азот туда, в этот ряд втыкать, то какую из многочисленных электродных реакций с его участием брать за основу? Тем более что потенциал ни одной из них реально измерить нельзя, это все расчетные значения. Или он там будет гордо числиться аж в нескольких местах, или надо для составления ряда из неметаллов вводить некую стандартизацию. Скажем, если для металлов для построения ряда напряжений учитывается образование катионов, то для неметаллов надо учитывать реакции образования анионов. Или водородных соединений, вроде аммиака.

 

Возражения типа "как определять будете", они не принимаются. А как определили стандартный потенциал для металлов, равновесие которых с раствором их ионов в принципе не устанавливается? Это магний, алюминий, другие активные металлы (несколько проще со щелочными и щелочноземельными металлами: на них устанавливается потенциал коррозии, практически равный равновесному), все тугоплавкие металлы (железо, никель, платина), все сильно пассивирующиеся металлы (титан, хром); некоторые металлы к тому же одновременно и тугоплавкие, и пассивируются, и т.п. И их потенциал измерить не реально. Но гальванический элемент - это, по сути, всего лишь такой извращенный способ осуществить редокс-процесс, который нормально протекает и в более обычной для химиков системе. Вот проводят эту обычную реакцию, вроде выделения водорода за счет растворения магния, определяют ее ΔG и пересчитывают в ЭДС по известной формуле.

 

Это у титана потенциал измерить нереально(-1.66 В)?! Или у хрома (-0.913 В)? Причем тут тугоплавкость?

[mypucm]

Это у титана потенциал измерить нереально(-1.66 В)?! Или у хрома (-0.913 В)? Причем тут тугоплавкость?

Как в еврейском анекдоте. Ви будете смеяться... Но: абсолютно не реально! И титан, и хром находятся достаточно далеко в отрицательной области, по сравнению с водородным электродом. Соответственно, при запихивании оных металлов в раствор, теоретически, начнет переть водород. Точнее, он бы попер, с огромным желанием. Но оба эти металла очень сильно пассивируются. И становятся устойчивыми в растворах кислот. Водород не выделяется, но прочнейшая оксидная пленка не позволяет установиться равновесию между упомянутыми металлами и их ионами в растворе. И потенциал между титаном и его ионами в растворе померить на практике абсолютно не реально. Попробуйте как-нибудь, и опишите тут результаты.

 

На счет тугоплавкости - тут сложнее. Тугоплавкие металлы имеют очень высокую энергию связи между атомами. Соответственно, очень высокий энергетический барьер для процессов, в которых атомы переходят в раствор (в виде ионов), или ионы из раствора в виде атомов встраиваются в кристаллическую решетку. И Вы никогда не сможете на практике измерить потенциал их реакции с одноименными ионами в растворе: равновесие не сможет установиться из-за слишком высокого энергетического барьера.

 

С легкоплавкими металлами все проще. Цинк, к примеру. Хоть очень далек по потенциалу от водорода, но конкретно на нем выделение водорода заторможено кинетически. Как и на ртути, на свинце, и на некоторых других металлах. Поэтому, суньте цинк в раствор его соли - и сможете измерить потенциал. Правда, если быть совсем точным, это будет не равновесный потенциал, а потенциал коррозии, но он в данном случае очень близок к равновесному. Как и на щелочных или щелочноземельных металлах. О чем я уже говорил. Штудируйте теорию, если что не понятно.

[igor96]

А такой ряд кем-нибудь уже составлен?