Elektrokemiska spänningsserien

Den elektrokemiska spänningsserien är den skala som visar i vilken ordning metallerna kommer när det gäller ädla och oädla metaller. Man kan kalla den en "oxidationsskala" eftersom man med hjälp av den elektrokemiska spänningsserien kan avläsa vilken av två metaller som kommer att oxidera/reducera i händelse av en redoxreaktion. De som är oädla bildar gärna joner medan de som är ädla ogärna bildar joner. Oädla metaller oxideras.

K,

Ca,

Na,

Mg,

Al,

Zn,

Cr,

Fe,

Ni,

Sn,

Pb

...

H

...

Cu,

Hg,

Ag,

Pt,

Au

← oädlare metaller

ädlare metaller →

Väte står med i spänningsserien på grund av att väte ofta ingår i redoxreaktioner och det kan då vara bra att se även var den har sin plats i serien. Väte räknas även som seriens mittpunkt: de ädla metallerna är till höger om väte och de oädla är till vänster om väte. De ämnen som står på vänster sida av väte har större benägenhet att oxideras, alltså har litium lägst joniseringsenergi och oxideras lättast. Den första spänningskedjan publicerades av Alessandro Volta år 1794.

Normalpotentialer

potential i förhållande till vätgas

Ämne	Reaktion	Potential (V)
Guld	$\mathrm{A}\mathrm{u}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{A}{\mathrm{u}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+1,50
Klor (Klorid)	$\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{l}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+1,3595
Vatten	$\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+1,229
Brom	$\mathrm{2}\mathrm{B}{\mathrm{r}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{B}{\mathrm{r}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+1,0652
Kväveoxid	$\mathrm{N}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{O}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,96
Silver	$\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{A}{\mathrm{g}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,7991
Kvicksilver	$\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{g}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{H}{g}_{\mathrm{2}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,793
Järn	$\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,77
Jod	$\mathrm{2}{\mathrm{I}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,5355
Koppar	$\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,34
Vatten	$\mathrm{4}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,401
Koppar	$\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{u}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,337
Svavelsyrlighet	${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{S}{O}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}\mathrm{-}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	+0,17
Väte	${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{2}{\mathrm{H}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	±0,0
Bly	$\mathrm{P}\mathrm{b}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{P}{\mathrm{b}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,126
Tenn	$\mathrm{S}\mathrm{n}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{S}{\mathrm{n}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,136
Nickel	$\mathrm{N}\mathrm{i}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{\mathrm{i}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,25
Kobolt	$\mathrm{C}\mathrm{o}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{o}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,277
Kadmium	$\mathrm{C}\mathrm{d}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{d}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,403
Järn	$\mathrm{F}\mathrm{e}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,44
Krom	$\mathrm{C}\mathrm{r}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{r}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,74
Zink	$\mathrm{Z}\mathrm{n}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{Z}{\mathrm{n}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,763
Vatten	${\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{\mathrm{-}}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-0,828
Mangan	$\mathrm{M}\mathrm{n}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{M}{\mathrm{n}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-1,18
Titan	$\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{T}{\mathrm{i}}^{\mathrm{4}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-1,63
Aluminium	$\mathrm{A}\mathrm{l}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{A}{\mathrm{l}}^{\mathrm{3}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-1,66
Beryllium	$\mathrm{B}\mathrm{e}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{B}{\mathrm{e}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-1,85
Magnesium	$\mathrm{M}\mathrm{g}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{M}{\mathrm{g}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-2,37
Natrium	$\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{N}{\mathrm{a}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-2,714
Kalcium	$\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{a}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-2,868
Barium	$\mathrm{B}\mathrm{a}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{B}{\mathrm{a}}^{\mathrm{2}\mathrm{+}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-2,9
Cesium	$\mathrm{C}\mathrm{s}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{C}{\mathrm{s}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-2,923
Rubidium	$\mathrm{R}\mathrm{b}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{R}{\mathrm{b}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-2,925
Kalium	$\mathrm{K}\mathrm{\rightleftharpoons }{\mathrm{K}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-2,925
Litium	$\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{\rightleftharpoons }\mathrm{L}{\mathrm{i}}^{\mathrm{+}}\mathrm{+}{\mathrm{e}}^{\mathrm{-}}$	-3,045

Tabelldata hämtat från Mall:Bokref

Tillämpningar

Den elektrokemiska spänningsserien är t.ex. användbar vid batterikonstruktion och vid beräkning av galvanisk korrosion.

Korrosion

Mall:Källor behövs Vid korrosionsberäkningar får man riktigare resultat om man gör testerna med saltvatten som elektrolyt. Som man kan se verkar det som om aluminium skulle agera som offeranod gentemot zink enligt vätetabellen. I praktiken fungerar zink som offeranod gentemot aluminium, vilket man kan se i salttabellen nedan.

I saltvatten 3 % NaCl

Ämne	Spänning V
Platina	+0,47
Titan	+0,37
Silver	+0,30
Koppar	+0,04
Nickel	-0,03
Bly	-0,27
Järn	-0,40
Aluminium	-0,53
Zink	-0,76