РЯД НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ

РЯД НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ — последовательность активности металлов и их ионов в реакциях окисления — восстановления, выраженная в порядке сравнительного возрастания значений стандартных электродных потенциалов, измеренных по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого принят за ноль и является своего рода точкой отсчёта. В качестве примера представлен электрохим. ряд напряжений наиболее распространённых металлов: Li, К, Ca, Mg, Al, Mn, Fe, Pb, H„ Cu, Ag, Hg, Au. Место расположения каждого металла в ряде напряжений условно, т. к. электродные потенциалы зависят от состава раствора. Самый сильный восстановитель — литий (Li), самый пассивный и слабый — золото. И наоборот, нон золота самый сильный окислитель, а ион лития самый слабый. Каждый металл ряда может вытеснять из растворов их солей все др. металлы, стоящие правее его в ряде напряжений. Металлы, стоящие в ряде напряжений левее водорода, вытесняют его из разбавленных кислот (кроме азотной). Металлы, стоящие в ряде напряжений правее водорода, не вытесняют его из разбавленных кислот, и наоборот. Металлы (Cu, Ag, Hg, Au), которые не вытесняют водород из разбавленных кислот (не окисляются катионами Н + ), называются благородными.

Смотреть что такое «РЯД НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ» в других словарях:

Ряд активности металлов — Электрохимический ряд активности (напряжения) металлов (ряд активности металлов) показывает их сравнительную активность в реакциях окисления восстановления (сверху вниз восстановительная активность уменьшается): Металл Ион металла Реакционная… … Википедия

ряд напряжений — (ряд активностей) в электрохимии, последовательность расположения металлов в порядке возрастания их стандартного потенциала (за нуль принят потенциал водородного электрода). Ряд напряжений некоторых металлов: K, Ca, Mg, Al, Zn, Cr, Fe, H2, Cu, Hg … Энциклопедический словарь

РЯД НАПРЯЖЕНИЙ — (Ряд активностей) в электрохимии последовательность расположения металлов в порядке возрастания значений из стандартного потенциала (за нуль принят потенциал водорода). Ряд напряжений некоторых металлов: К, Са, Mg, Al, Zn, Cr(III), Fe(II), H2, Cu … Большой Энциклопедический словарь

Ряд напряжений — Электрохимический ряд активности (напряжения) металлов (ряд активности металлов) показывает их сравнительную активность в реакциях окисления восстановления (сверху вниз восстановительная активность уменьшается): Металл Ион металла Реакционная… … Википедия

РЯД НАПРЯЖЕНИЙ — (электрохим. ряд напряжений, ряд активностей) в электрохимии, последовательность расположения металлов в порядке возрастания их стандартного потенциала (за нуль принят потенциал водородного электрода). Р. н. нек рых металлов: К, Са, Mg, A1, Zn,… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Ряд напряжений — (реже ряд активностей) последовательность расположения металлов и их ионов в порядке возрастания стандартных электродных потенциалов (См. Электродный потенциал) в растворах электролитов. Электродом сравнения обычно служит стандартный… … Большая советская энциклопедия

Электрохимический ряд активности металлов — Электрохимический ряд активности (ряд напряжений, ряд стандартных электродных потенциалов) металлов последовательность, в которой металлы расположены в порядке увеличения их стандартных электрохимических потенциалов φ0, отвечающих… … Википедия

Электрохимический ряд напряжения металлов — Электрохимический ряд активности (напряжения) металлов (ряд активности металлов) показывает их сравнительную активность в реакциях окисления восстановления (сверху вниз восстановительная активность уменьшается): Металл Ион металла Реакционная… … Википедия

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ РЯД НАПРЯЖЕНИЙ — последовательность расположения электродов в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов (см. Стандартный потенциал). Металлич. электроды в водном р ре электролита образуют след. Э. р. н.: Li, К, Rb, Ba, Sr, Ca, Na, Се, Mg, Be, Al … Химическая энциклопедия

МЕТАЛЛОВ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — определенный временной цикл нагрева и охлаждения, которому подвергают металлы для изменения их физических свойств. Термообработка в обычном смысле этого термина проводится при температурах, не достигающих точки плавления. Процессы плавления и… … Энциклопедия Кольера

Источник

Электрохимический ряд напряжений металлов (ряд Бекетова)

Электрохимический ряд напряжений металлов опытным путем установил Алессандро Вольта, на тот момент он выглядел следующим образом: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. Величина электродного потенциала зависела оттого, насколько далеко отстояли друг от друга члены ряда. Но причина этого была неизвестна. В 1853 г. русский учёный Николай Николаевич Бекетов (1827-1911) сделал в Париже сообщение на тему “Исследование над явлениями вытеснения одних элементов другими”. В этой работе он обобщил различные исследования способности одних металлов вытеснять другие из растворов их солей.

Первоначально Бекетов предполагал, что способность одних металлов вытеснять из растворов солей другие металлы связана с их плотностью: более лёгкие металлы способны вытеснять металлы более тяжелые. Но опыты говорили о ином. Непонятно было и то, как связан “вытеснительный ряд” с рядом напряжений Алессандро Вольта. Со временем накапливалось всё больше экспериментальных данных того, что некоторые правила вытеснения нарушаются при определенных условиях. Бекетов обнаружил, что водород под давлением 10 атмосфер вытесняет серебро из раствора нитрата серебра. Английский химик Уильям Одлинг (1829-1921) описал множество случаев подобных аномалий. Например, медь вытесняет олово из концентрированного подкисленного раствора хлорида олова (II) и свинец – из кислого раствора хлорида свинца (II). Медь, олово и свинец находятся в ряду правее кадмия, однако могут вытеснять его из кипящего слабо подкисленного раствора хлорид кадмия.

Теоретическую основу ряда активности (и ряда напряжений) заложил немецкий физикохимик Вальтер Нернст (1864-1941). Вместо качественной характеристики – “склонности” металла и его иона к тем или иным реакциям – появилась точная количественная величина. Такой величиной стал стандартный электродный потенциал металла, а соответствующий ряд, выстроенный в порядке изменения потенциалов, называется рядом стандартных электродных потенциалов.

Электрохимический ряд напряжений металлов (ряд Бекетова) это последовательность расположения металлов и их ионов в порядке возрастания стандартных электродных потенциалов в растворах электролитов. Электродом сравнения обычно служит стандартный водородный электрод, электродный потенциал которого условно принимается равным нулю.

Место каждого элемента в ряду напряжений условно, т.к. величина электродного потенциала зависит от температуры и состава раствора, в который погружены электроды, в частности от концентрации ионов. Большое значение также имеет состояние поверхности электрода (гладкая, шероховатая). Стандартный электродный потенциал относится к водным растворам при температуре 25 °С, давлении газов 1 атмосфера и концентрации ионов 1 моль/л.

Из электрохимического ряда напряжений металлов вытекает ряд важных следствий:

Восстановление водородом из оксидов

Металлы, которые водород не восстанавливает из их оксидов

Металлы, которые водород восстанавливает из их оксидов

K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr

Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, W, Sb, As, Bi, Cu, Hg, Ag

Источник

Электрохимический ряд активности металлов

Ряд напряжений характеризует сравнительную активность металлов в окислительно-восстановительные реакциях в водных растворах.

Содержание

История

В 1793 году Алессандро Вольта, конструируя гальванический элемент («Вольтов столб»), установил относительную активность известных тогда металлов: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. «Сила» гальванического элемента оказывалась тем больше, чем дальше стояли друг от друга металлы в этом ряду («ряд напряжений»). Однако Вольта не связал этот ряд с химическими свойствами металлов.

В эпоху становления классической химии способность элементов вытеснять друг друга из соединений стала важным аспектом понимания реакционной способности. Й. Берцелиус на основе электрохимической теории сродства построил классификацию элементов, разделив их на «металлоиды» (сейчас применяется термин «неметаллы») и «металлы» и поставив между ними водород.

Многочисленные экспериментальные данные, полученные в конце XIX века, опровергали гипотезу Бекетова. Так, Уильям Одлинг описал множество случаев «обращения активности». Например, медь вытесняет олово из концентрированного подкисленного раствора SnCl₂ и свинец — из кислого раствора PbCl₂; она же способна к растворению в концентрированной соляной кислоте с выделением водорода. Медь, олово и свинец находятся в ряду правее кадмия, однако могут вытеснять его из кипящего слабо подкисленного раствора CdCl₂.

Бурное развитие теоретической и экспериментальной физической химии указывало на иную причину различий химической активности металлов. С развитием современных представлений электрохимии (главным образом в работах Вальтера Нернста) стало ясно, что эта последовательность соответствует «ряду напряжений» – расположению металлов по значению стандартных электродных потенциалов. Таким образом, вместо качественной характеристики — «склонности» металла и его иона к тем или иным реакциям — Нерст ввёл точную количественную величину, характеризующую способность каждого металла переходить в раствор в виде ионов, а также восстанавливаться из ионов до металла на электроде, а соответствующий ряд получил название ряда стандартных электродных потенциалов.

Теоретические основы

Значения электрохимических потенциалов являются функцией многих переменных и поэтому обнаруживают сложную зависимость от положения металлов в периодической системе. Так, окислительный потенциал катионов растёт с увеличением энергии атомизации металла, с увеличением суммарного потенциала ионизации его атомов и с уменьшением энергии гидратации его катионов.

В ряд напряжений традиционно включается водород, поскольку практическое измерение электрохимических потенциалов металлов производится с использованием стандартного водородного электрода.

Практическое использование ряда напряжений

Ряд напряжений используется на практике для сравнительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе:

Источник

Ряд напряжений

Ряд напряж е ний (реже — ряд активностей), последовательность расположения металлов и их ионов в порядке возрастания стандартных электродных потенциалов в растворах электролитов. Электродом сравнения обычно служит стандартный водородный электрод. Поэтому в ряд напряжений включают и водород, электродный потенциал которого принимается равным нулю. В СССР и многих других европейских странах электродному потенциалу принято давать знак, одинаковый со знаком заряда электрода из данного металла по отношению к стандартному водородному электроду (в США принято давать обратный знак). Наибольшие отрицательные потенциалы характерны для щелочных металлов (около — 3 в), за ними следуют щёлочноземельные металлы и т. д.; наиболее положительные потенциалы имеют благородные металлы (около + 1,5 в; численные значения см. в ст. Металлы, табл. 2 и 3). В ряд напряжений часто включают неметаллы, ионы и некоторые химические соединения. Наиболее распространённые металлы расположены в ряду напряжений в следующей последовательности: Li, К, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H₂, Cu, Hg, Ag, Au (см. там же).

Место каждого элемента в ряду напряжений несколько условно, так как величина электродного потенциала зависит от температуры и состава раствора, в который погружены электроды, в частности от активности (или концентрации) ионов данного вещества в электролите. Большое значение имеет состояние поверхности электрода (гладкая, шероховатая), в особенности наличие на ней окисной защитной плёнки (см. Пассивирование). Ряд напряжений, обычно, приводимый в учебной литературе, относится к водным растворам при температуре 25 °С, давлении газов 1 атм и при активности ионов, участвующих в электрохимической реакции, равной 1. При изменении концентраций и растворителя последовательность веществ в ряду напряжений может изменяться, особенно для веществ, близко расположенных в этом ряду.

Важнейшие следствия, вытекающие из ряда напряжений и широко используемые в химической практике: 1) каждый металл способен вытеснять (замещать) из растворов солей все другие металлы, стоящие в ряду напряжений правее данного металла; 2) все металлы, расположенные в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из кислот; 3) чем дальше расположены друг от друга два металла в ряду напряжений, тем большее напряжение может давать построенный из них гальванический элемент. Ряд напряжений составляется на основе термодинамических характеристик электрохимических процессов, поэтому он позволяет судить лишь о принципиальной возможности этих процессов; реальное же их осуществление во многом определяется кинетическими факторами.

Лит.: Курс физической химии (под общ. ред. Я. И. Герасимова), т. 2, 2 изд., М., 1973, гл. 20; Полинг Л., Общая химия, пер. с англ., М., 1974, гл. XV.

Источник

Ряд напряжений металлов

По величине стандартного электродного потенциала металлы принято располагать в ряд напряжений металлов:

Li + /Li, Rb + /Rb, K + /K, Cs + /Cs, Ba 2+ /Ba, Sr 2+ /Sr, Ca 2+ /Ca, Na + /Na, Mg 2+ /Mg, Al 3+ /Al, Mn 2+ /Mn, Zn 2+ /Zn, Cr 3+ /Cr, Fe 2+ /Fe, Cd 2+ /Cd, Co 2+ /Co, Ni 2+ /Ni, Sn 2+ /Sn, Pb 2+ /Pb, Fe 3+ /Fe, 2H + /H₂, Sb 3+ /Sb, Bi 3+ /Bi, Cu 2+ /Cu, Hg 2+ /Hg, Ag + /Ag, Pt 2+ /Pt, Au + /Au

1. Ряд напряжений характеризует окислительно-восстановительную способность системы «металл – ион металла». Чем меньшее значение имеет стандартный электродный потенциал металла, тем более сильным восстановителем он является. Чем больше потенциал металлического электрода, тем более высокой окислительной способностью обладают его ионы.

3. Каждый металл способен вытеснять из растворов солей металлы, которые стоят в ряду напряжений правее его.

4. Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из растворов кислот (HCl, разб. H₂SO₄).

5. Все металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, распространены в природе исключительно в виде соединений, а за водородом – и в самородном виде.

Источник