Szereg elektrochemiczny metali
Standardowy potencjał elektrochemiczny metalu jest to potencjał elektrody metalowej zanurzonej w roztworze elektrolitu, który zawiera jony tego metalu. Potencjał ten jest zmierzony względem elektrody wodorowej w warunkach standardowych. Standardowy potencjał elektrochemiczny jest potencjałem równowagowym i odnosi się do reakcji równowagowej danej równaniem ( 1 ).
Reakcja ( 1 ) jest reakcją anodowego utleniania metalu. Wartości potencjałów standardowych metali określają ich aktywność chemiczną. Metal posiadający niski potencjał standardowy (bardziej ujemny) jest metalem aktywnym chemicznie i łatwo ulega utlenianiu. Natomiast metale posiadające dodatnie potencjały standardowe łatwo ulegają redukcji. Metal bardziej aktywny zanurzony w roztworze elektrolitu zawierającego jony metalu bardziej szlachetnego (mniej aktywnego), wpypiera z tego roztworu jony metalu o wyższym potencjale standardowym. Na przykład cynk zanurzony w roztworze siarczanu(VI) miedzi powoduje wypieranie jonów miedzi z roztworu i osadzanie się metalicznej miedzi na elektrodzie cynkowej zgodnie z równaniem reakcji ( 2 ).
Metal | Reakcja | Potencjał standardowy, V |
Lit | \( \ce{Li^+}+e=\ce{Li} \) | -3,045 |
Potas | \( \ce{K^{+}}+e=\ce{K} \) | -2,925 |
Wapń | \( \ce{Ca^{2+}}+2e=\ce{Ca} \) | -2,870 |
Magnez | \( \ce{Mg^{2+}}+2e=\ce{Mg} \) | -2,360 |
Aluminium | \( \ce{Al^{3+}}+3e=\ce{Al} \) | -1,660 |
Cynk | \( \ce{Zn^{2+}}+2e=\ce{Zn} \) | -0,763 |
Chrom | \( \ce{Cr^{3+}}+3e=\ce{Cr} \) | -0,740 |
Zelazo(II) | \( \ce{Fe^{2+}}+2e=\ce{Fe} \) | -0,440 |
Nikiel | \( \ce{Ni^{2+}} +2e=\ce{Ni} \) | -0,250 |
Cyna | \( \ce{Sn^{2+}}+2e=\ce{Sn} \) | -0,136 |
Ołów | \( \ce{Pb^{2+}}+2e=\ce{Pb} \) | -0,126 |
Żelazo(III) | \( \ce{Fe^{3+}}+3e=\ce{Fe} \) | -0,036 |
Wodór | \( \text{2}\ce{H^{+}}+e=\ce{H_{2}} \) | 0,0 |
Miedź | \( \ce{Cu^{2+}}+2e=\ce{Cu} \) | 0,337 |
Rtęć | \( \ce{Hg^{2+}}+2e=\ce{Hg} \) | 0,792 |
Srebro | \( \ce{Ag^{+}}+e=\ce{Ag} \) | 0,799 |
Palad | \( \ce{Pd^{2+}}+2e=\ce{Pd} \) | 0,830 |
Platyna | \( \ce{Pt^{2+}}+2e=\ce{Pt} \) | 1,200 |
Złoto | \( \ce{Au^{+}}+1e=\ce{Au} \) | 1,680 |
W Tabela 1 znajdują się standardowe potencjały dla reakcji elektrochemicznych, w których reagenty znajdują się w roztworze (nie występują w postaci stałej). Wartości potenciałów znajdujących się w Tabela 2 określają zdolności utleniające lub redukujące substancji znajdujących się w roztworze. Jeśli standardowy potencjał elektrochemiczny danej reakcji jest bardziej dodatni, to oznacza, że reagenty biorące udział w tej reakcji posiadają wyższe zdolności utleniające.
Reakcja | Potencjał standardowy, V | |
\( \ce{H_{2}O_{2}}+\text{2}\ce{H^{+}}+2e=2\ce{H_{2}O} \) | 1,763 | |
\( \ce{O_{2}}+\text{2}\ce{H_{2}O}+4e=4\ce{OH^{-}} \) | 1,228 | |
\( \ce{Fe^{3+}}+e=\ce{Fe^{2+}} \) | 0,771 | |
\( \ce{Fe(CN)_{6}^{3-}}+e=\ce{Fe(CN)_{6}^{4-}} \) | 0,361 | |
\( \text{2}\ce{H^{+}}+2e=\ce{H_{2}} \) | 0,0 | |
\( \ce{TiO^{2+}}+2\ce{H^{+}}+2e=\ce{Ti^{2+}}+\ce{H_{2}O} \) | -0,135 | |
\( \ce{Cr^{3+}}+e=\ce{Cr^{2+}} \) | -0,424 |