Что значит "ряд напряжений"

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, Ag, Hg, Au. Каждый металл вытесняет из растворов солей металлы, стоящие справа от него; металлы, которые расположены левее Н2, вытесняют его из кислот.

Ряд напряжений (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 Р. н. 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 Р. н. часто включают неметаллы, ионы и некоторые химические соединения. Наиболее распространённые металлы расположены в Р. н. 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 Р. н. 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 ). Р. н., 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 Р. н. может изменяться, особенно для веществ, близко расположенных в этом ряду. Важнейшие следствия, вытекающие из Р. н. и широко используемые в химической практике:

1. каждый металл способен вытеснять (замещать) из растворов солей все другие металлы, стоящие в Р. н. правее данного металла;

2. все металлы, расположенные в Р. н. левее водорода, способны вытеснять его из кислот;

3. чем дальше расположены друг от друга два металла в Р. н., тем большее напряжение может давать построенный из них гальванический элемент. Р. н. 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.

   М. Е. Ерлыкина.