इलेक्ट्रोडची क्षमता काय आहे

धातूचे इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल किंवा इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल हा एक संभाव्य फरक आहे जो मेटल-सोल्यूशन इंटरफेसमध्ये उद्भवतो जेव्हा धातू इलेक्ट्रोलाइट सोल्युशनमध्ये बुडवले जाते तेव्हा ध्रुवीय आणि क्रिस्टल जाळीच्या नोड्समध्ये स्थित पृष्ठभागाच्या धातूच्या आयन अणूंच्या परस्परसंवादाच्या परिणामी. इलेक्ट्रोडच्या पृष्ठभागावर केंद्रित पाण्याचे रेणू... हे विद्युत दुहेरी थराच्या निर्मितीमुळे होते, म्हणजेच सीमेवर चार्ज केलेल्या कणांचे असममित वितरण.

इलेक्ट्रोलाइट्समध्ये धातूंचे विरघळण्याची घटना विजेच्या रासायनिक स्त्रोतांमध्ये वापरली जाते. स्वतःच्या मिठाच्या द्रावणात धुम्रपान केलेली धातूची प्लेट, एक किंवा दुसर्या मार्गाने, त्यात विरघळते. या प्रवृत्तीला कधीकधी धातूची विघटन लवचिकता म्हणतात.

झिंक सल्फेट ZnTAKA4 च्या द्रावणात बुडवलेली झिंक प्लेट पॉझिटिव्ह चार्ज आयनच्या स्वरूपात सोल्युशनमध्ये जस्त कण देते.गुलाबी अणू सकारात्मक चार्ज केलेल्या आयनांच्या रूपात सोडतात या वस्तुस्थितीमुळे, जस्त प्लेटवर जास्त प्रमाणात मुक्त इलेक्ट्रॉन तयार होतात आणि ते नकारात्मक चार्ज होते आणि पृष्ठभागाजवळील द्रवपदार्थाच्या थरात जास्त प्रमाणात सकारात्मक आयन तयार होतात. जस्त, आणि म्हणून हा थर सकारात्मक भारित आहे. अशाप्रकारे, द्रव आणि धातू यांच्यातील इंटरफेसमध्ये विरुद्ध चिन्हाचे अवकाशीयपणे विभक्त शुल्काचा विद्युत दुहेरी स्तर तयार होतो.

हे शुल्क द्रावणात धातूच्या पुढे जाण्यास विरोध करतील—नकारात्मक प्लेट्स धनात्मक धातूचे आयन धारण करतात आणि इलेक्ट्रोलाइटचा सकारात्मक चार्ज धातूच्या आयनला परत प्लेटच्या दिशेने ढकलतो. दुसऱ्या शब्दांत, धातू-द्रव इंटरफेसवरील दुहेरी थराचे विद्युत क्षेत्र धातूच्या आयनांच्या द्रावणात पुढील संक्रमणास प्रतिकार करते. धातूच्या द्रावणात जाण्याच्या प्रवृत्तीच्या शक्ती, निसर्गातील रासायनिक आणि ज्या विद्युत शक्तींचा विरोध आहे.

धातू आणि इलेक्ट्रोलाइटमधील इंटरफेसमध्ये इलेक्ट्रिक डबल लेयरच्या निर्मितीचे आकृती

अशा प्रकारे, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये विरघळल्यामुळे, मेटल इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइटच्या संदर्भात एक विशिष्ट इलेक्ट्रोड (दुसऱ्या शब्दात, इलेक्ट्रोकेमिकल) क्षमता प्राप्त करतो, जो इलेक्ट्रोडच्या सामग्रीवर आणि इलेक्ट्रोलाइटच्या रचनेवर अवलंबून असतो.

तथापि, इलेक्ट्रोड संभाव्यता सकारात्मक असू शकते. हे अशा प्रकरणांमध्ये घडते जेव्हा द्रावणाचे सकारात्मक आयन इलेक्ट्रोडकडे जातात, ते सकारात्मक चार्ज करतात आणि इलेक्ट्रोलाइट लेयर - नकारात्मकरित्या, उदाहरणार्थ, जेव्हा तांबे प्लेट तांबे सल्फेट (CuSO)4) च्या पुरेशा प्रमाणात केंद्रित द्रावणात बुडवले जाते.

विद्युत दुहेरी थराची तुलना कॅपेसिटरशी केली जाऊ शकते, त्यातील एक प्लेट धातूचा पृष्ठभाग आहे आणि दुसरा धातूच्या पृष्ठभागावरील द्रावणातील आयनांचा थर आहे. उलट चार्ज केलेल्या प्लेट्समध्ये आणि संभाव्यत: फरक किंवा उडी आहे.

इलेक्ट्रोड-सोल्यूशन इंटरफेसवरील संभाव्य उडी सिस्टमच्या रेडॉक्स क्षमतेचे मोजमाप म्हणून काम करू शकते. तथापि, अशा संभाव्य उडी मोजणे अशक्य आहे किंवा समतुल्यपणे, दोन टप्प्यांमधील संभाव्य फरक. परंतु आपण ई मोजू शकता. इ. c. आम्हाला स्वारस्य असलेल्या इलेक्ट्रोड आणि काही एक (सर्व प्रकरणांमध्ये समान) इलेक्ट्रोडपासून बनलेले घटक, ज्याची क्षमता सशर्तपणे शून्य आहे असे गृहीत धरले जाते.

हे मोजले गेले आहे, इ. c. काही सशर्त शून्याच्या तुलनेत आम्हाला स्वारस्य असलेल्या इलेक्ट्रोडची रेडॉक्स क्षमता दर्शवेल. अशा प्रकारे प्राप्त झालेल्या मूल्याला धातूची अंतर्गत क्षमता म्हणतात.

कोणत्याही धातूची इलेक्ट्रोड क्षमता मोजण्यासाठी, इलेक्ट्रोलाइटमध्ये दुसरा इलेक्ट्रोड ठेवणे आवश्यक आहे, ज्यामध्ये त्याच्या सामग्रीवर अवलंबून एक विशिष्ट इलेक्ट्रोड क्षमता असेल. म्हणून, दोन इलेक्ट्रोड पोटेंशियलची फक्त बीजगणितीय बेरीज थेट मोजली जाऊ शकते.

या कारणास्तव, विविध सामग्रीचे इलेक्ट्रोड पोटेंशिअल मानक (हायड्रोजन इलेक्ट्रोड, ज्याची क्षमता सामान्यतः शून्य मानली जाते) च्या संदर्भात निर्धारित केली जाते.

इतर संदर्भ इलेक्ट्रोड ज्यांचे संभाव्य हायड्रोजन मानक इलेक्ट्रोडशी संबंधित आहे ते देखील मोजण्यासाठी वापरले जाऊ शकते. ही क्षमता e च्या मोजमापाच्या आधारे देखील आढळते. इ. c. निवडलेले संदर्भ इलेक्ट्रोड आणि मानक हायड्रोजन इलेक्ट्रोडचे बनलेले सर्किट.

प्रमाणित हायड्रोजन इलेक्ट्रोडशी जोडलेले अभ्यासलेले इलेक्ट्रोड ऋणात्मक असल्यास, अंतर्गत संभाव्यतेला » -» चिन्ह नियुक्त केले जाते, अन्यथा, «+» चिन्ह.

उदाहरणार्थ, जस्त -0.76 V, तांबे +0.34 V, चांदी + 0.8 V ची इलेक्ट्रोड क्षमता, संबंधित धातूच्या मिठाच्या द्रावणात अशा प्रकारे मोजली जाते, - पॉझिटिव्ह वरील संभाव्यतेमधून अधिक नकारात्मक संभाव्यता वजा करून निर्धारित केली जाते.

जर संबंधित इलेक्ट्रोलाइटमध्ये भिन्न इलेक्ट्रोड क्षमता असलेल्या दोन धातूच्या प्लेट्स ठेवल्या गेल्या असतील, उदाहरणार्थ, सल्फ्यूरिक ऍसिड (H2SO4) ठेवलेल्या झिंक (Zn) आणि तांबे (Cth) च्या द्रावणात, तर या प्लेट्सना जोडलेले व्होल्टमीटर दरम्यान व्होल्टेज दर्शवेल. ते 1 V पेक्षा किंचित जास्त आहेत.

हे व्होल्टेज, या प्रकरणात ई म्हणतात. इ. c. गॅल्व्हॅनिक कपल, तांब्याच्या इलेक्ट्रोड पोटेंशिअलमधील फरकामुळे होईल, ज्यामध्ये एक लहान सकारात्मक क्षमता आहे आणि जस्त, ज्यामध्ये लक्षणीय नकारात्मक क्षमता आहे. असे उपकरण सर्वात सोपा गॅल्व्हॅनिक सेल आहे - व्होल्टा सेल.

गॅल्व्हनिक सेलमध्ये, रासायनिक उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतर होते आणि त्याच्या मदतीने रासायनिक अभिक्रियाच्या उर्जेमुळे विद्युत कार्य करणे शक्य होते.

ई चे मोजमाप. इ. c. सेल सर्किटमध्ये विद्युतप्रवाह नसताना गॅल्व्हॅनिक पेशी तयार केल्या पाहिजेत. अन्यथा, मोजलेले ई. इ. s. म्हणून परिभाषित केलेल्या मूल्यापेक्षा कमी असेल दोन इलेक्ट्रोड्सच्या समतोल क्षमतांमधील फरक… खरं तर, इलेक्ट्रोड्सवरील इलेक्ट्रॉन्सची विशिष्ट एकाग्रता समतोल संभाव्यतेशी सुसंगत आहे: जितकी सकारात्मक ते कमी तितकी जास्त नकारात्मक. त्यानुसार द्रावणात असलेल्या दुहेरी थराच्या त्या भागाची रचनाही वेगळी असते.

ई चे मोजमाप. इ. सहविद्युत प्रवाह नसलेला सेल सहसा भरपाई पद्धतीद्वारे तयार केला जातो. ते लागू करण्यासाठी, आपल्याकडे काही असणे आवश्यक आहे मानक इ. इ. सह तथाकथित सामान्य घटक अशा मानक म्हणून कार्य करते. सामान्यतः ते वेस्टनचा पारा-कॅडमियम सामान्य घटक वापरतात, उदा. इ. सह. जे 20 ° C वर 1.01830 V च्या बरोबरीचे आहे.