Przytoczony „szereg napięciowy” metali pozwala przewidzieć, w jakiej kolejności mogą one rugować się wzajemnie z roztworu. Zawsze mianowicie metal stojący bliżej początku szeregu ruguje wszystkie dalsze. Jeśli rugowanie odbywa się w ten sposób, że jeden metal zostaje zanurzony w roztworze zawierającym jony drugiego, np. cynk w roztworze soli miedziowej, wówczas miedź osadza się wprost na. cynku, a wyzwalająca się przy tym energia wydziela się w postaci ciepła. Jeśli jednak zanurzy się oba metale do roztworu soli miedziowej, a następnie połączy się je przewodnikiem, wówczas cynk przechodzi do roztworu w postaci jonów Zn2+, a miedź osadza się na elektrodzie miedzianej. Zamiast energii cieplnej układ dostarcza energii elektrycznej.
Biegunem dodatnim ogniwa jest zawsze metal stojący bliżej końca szeregu napięciowego, biegunem ujemnym — stojący bliżej początku. Z danych tablicy 63 można nawet obliczyć wartość liczbową siły elek- trobodźczej (napięcia) ogniwa, która jest różnicą potencjałów normalnych metali tworzących elektrody. Dla ogniwa złożonego z elektrod miedzianej i cynkowej, zanurzonych w roztworach jednomolowych ich soli, wypada np. E = 0,34 — (-0,76) = 1,10 V. Siła elektrobodźcza zależy poza tym także od stężenia elektrolitu. czym metal ładuje się ujemnie, roztwór zaś — dodatnio (rys. 124a). Znajdujące się w roztworze jony metalu dążą, przeciwnie, do osadzania się na metalu i udzielania mu ładunku dodatniego. Dążność ta jest tym większa, im większe stężenie jonów. Gdy więc metal styka się z roztworem, zawierającym własne jego jony w dostatecznym stężeniu, warstwa elektryczna powstająca w miejscu zetknięcia mieć będzie maki ładunków przeciwne poprzednim, tj, metal przyjmie potencjał bardziej dodatni niż roztwór (rys. 124Ł>). W miarę zmniejszania stężenia jonów potencjał ów będzie coraz niższy, aż dla pewnego, dokładnie określonego stężenia stanie się równy zeru. Stężenie to jest miarą prężności roztwórczej metalu.
Bezpośrednie oznaczenie potencjału pojedynczej elektrody względem roztworu
Ilości metalu, przechodzące w stan jonowy wskutek zetknięcia jego z roztworem (lub wydzielające się na skutek osadzenia się jonów z roztworu), są znikomo małe, gdyż dalszemu powstawaniu (albo osadzaniu śię) jonów przeciwdziała powstająca w miejscu zetknięcia różnica potencjałów elektrycznych. Potencjał, przyjmowany przez różne metale względem tego samego roztworu, jest różny i zależy od temperatury, stężenia jonów, a przede wszystkim od samej natury metali. Gdy połączy się przewodnikiem dwa różne metale zanurzone w tym samym roztworze elektrolitu, przez przewodnik popłynie prąd od metalu o potencjale wyższym do metalu o potencjale niższym. Wskutek ciągłego wyrównywania potencjałów obu metali (przepływ prądu) przechodzenie jednego z nich w stan jonowy i osadzanie się jonów z roztworu na drugim może odbywać się w większych ilościach. Opisany układ złożony z roztworu elektrolitu i zanurzonych w nim dwóch metali (elektrod) nosi, jak wiadomo, nazwę ogniwa galwanicznego.
Bezpośrednie oznaczenie potencjału pojedynczej elektrody względem roztworu napotyka bardzo duże trudności. Łatwo natomiast oznaczyć różnicę potencjałów dwu różnych elektrod. Dlatego podaje się zwykle potencjały elektrod w zestawieniu z określoną elektrodą, której po- przewodności cieplnej w 0°C wynosi 1,00 cal/cm sek °C, dla inych metali ma on wartości podane w tablicy 62.
W parze z dobrą przewodnością cieplną idzie też dobra przewodność elektryczna. Pod wzglądem przewodności srebro i miedź stoją na czele wszystkich metali. Dla porównania w tablicy 62 przytoczone są również przewodności niemetali, grafitu i siarki.
W przeciwieństwie do elektrolitów przewodnictwo metali wzrasta z obniżeniem temperatury. Przez oziębienie niektórych metali, mianowicie należących do grup Ilb, Ilia, IVa (Sn, Pb), IVb i Vb poniżej pewnej charakterystycznej temperatury, niezbyt odległej już od zera bezwzględnego, przewodnictwo raptownie wzrasta niemal nieogranieze- nie (zjawisko nadprzewodnictwa). Prąd wzbudzony w obwodzie z takiego metalu płynie przez długi czas nawet po wyłączeniu źródła prądu bez widocznego zmniejszenia natężenia.
Leave a reply