Elektrode prvog reda jesu metalne elektrode uronjene u otopinu vlastitih iona (npr. srebro uronjeno u otopinu srebrova nitrata). Ravnotežni potencijal je funkcija koncentracije (točnije aktiviteta) metalnih kationa u otopini (vidi Nernstova jednadžba za elektrodni potencijal).
Elektrode drugog reda jesu metalne elektrode kojima je ravnotežni potencijal funkcija koncentracije aniona u otopini. Primjer su srebro/srebrov klorid i kalomelova elektroda. U obiju je elektroda metal prekriven svojom teško topljivom soli i uronjen u otopinu koja sadrži isti anion kao i teško topljiva sol. Na taj način je koncentracija kationa metala, odnosno elektrodni potencijal, određena koncentracijom aniona preko produkta topljivosti teško topljive soli.
Elektrode trećeg reda jesu metalne elektrode kojima je elektrodni potencijal funkcija koncentracije nekog drugog kationa, ali ne kationa metala od kojeg je elektroda. U ovom slučaju metal je u kontaktu s dvije teško topljive soli (jedna ima kation metala elektrode, a druga ima kation kojemu trebamo odrediti koncentraciju, a obje soli imaju isti anion) uronjene u otopinu soli drugog metala (npr. cink--cinkov oksalat--kalcijev oksalat-- otopina kalcijeve soli). Potencijal ove elektrode ovisi o koncentraciji njenog kationa u otopini, ali njegova je koncentracija kontrolirana koncentracijom aniona preko produkta topljivosti. Koncentracija zajedničkog aniona opet je u ovisnosti o koncentraciji kationa druge teško topljive soli. Ove su elektrode vrlo trome i nestabilne što je posljedica serije ravnoteža koje se moraju uspostavit prije nego što se dobije stabilni potencijal.
U polarografiji, Heyrovsky-Ilkovičeva jednadžba opisuje krivulju ovisnosti jakosti struje o potencijalu (polarografski val) reverzibilnih redoks sustava
gdje je R opća plinska konstanta, T je apsolutna temperatura, F je Faradayeva konstanta, n je broj elektrona izmijenjenih u elektrodnoj reakciji a D i D1 su koeficijenti difuzije. E1/2 je potencijal karakterističan za danu reakciju i osnovni elektrolit (poluvalni potencijal).
Kako bi dobili E1/2 iz gornje jednadžbe nacrtat ćemo graf ovisnosti ln[(id-i)/i] o potencijalu. Vrijednost E1/2 očita se iz grafa u točki u kojoj pravac siječe ordinatu. Ako su procesi na elektrodi reverzibilni iz nagiba pravca (nF/RT) može se izračunati broj izmijenjenih elektrona, n.
Energija aktivacije ili energija aktiviranja reakcije (Ea) energija je koju je potrebno dovesti molekulama da međusobno reagiraju. Da bi molekule kemijski reagirale, moraju se sudariti, ali međusobno mogu reagirati samo one molekule koje imaju veću energiju od energije aktiviranja. U kemijskoj kinetici energija aktivacije je visina potencijalne barijere koja odvaja produkte od reaktanata. Što je energija aktivacije veća, to manji broj molekula može prijeći vrh energetske barijere i reakcija je sporija.
Amperometrija je elektrokemijska tehnika pri kojoj se mjeri struja koja prolazi kroz elektrolitsku ćeliju pri konstantnom potencijalu. Može se između ostalog koristiti za određivanje koncentracije određenih vrsta u otopini.
Butler-Volmerova jednadžba jest temeljna jednadžba elektrokemijske kinetike koja daje ovisnost gustoće struje o potencijalu elektrode. Razlika potencijala elektrode kod kojeg teče struja i ravnotežnog potencijala elektrode (E – E°) naziva se aktivacijski prenapon, η. Prenapon će biti veći od nule u slučaju anodnih reakcija, a manji od nule u slučaju katodnih reakcija.
gdje je io gustoća struje izmjene, η je prenapon (η = E - Eo), n je broj elektrona, αC je prijenosni broj kationa a αA prijenosni broj aniona
Kalomel elektroda referentna je elektroda temeljena na polureakciji
Tablica: Ovisnost potencijala kalomel elektrode o temperaturi i koncentraciji KCl prema standardnoj vodikovoj elektrodi
potencijal prema SHE / V | |||
---|---|---|---|
t / °C | 0.1 mol dm-3 | 3.5 mol dm-3 | zasić. otop. |
15 | 0.3362 | 0.254 | 0.2511 |
20 | 0.3359 | 0.252 | 0.2479 |
25 | 0.3356 | 0.250 | 0.2444 |
30 | 0.3351 | 0.248 | 0.2411 |
35 | 0.3344 | 0.246 | 0.2376 |
Elektromotorna sila (e.m.f. ili EMF ili EMS) razlika je potencijala između dviju različitih elektroda koje su uronjene u isti elektrolit ili između dvaju polučlanaka spojenih elektrolitnim mostom.
Elektronvolt (eV) stara je jedinica energije koja se upotrebljava u nuklearnoj fizici. Jedan elektronvolt iznosi približno 1.602 177×10-19 J. Definiran je kao kinetička energija koju elektron ima kada se ubrza potencijalnom razlikom od jednog volta.
Generalić, Eni. "Uvjetni elektrodni potencijal." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav