Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Электродные потенциалы. Направление ОВРВ каждой окислительно-восстановительной реакции, в том числе в реакции Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu (1) участвуют две окислительно-восстановительные пары - восстановитель (Zn) и его окисленная форма (Zn2+); окислитель (Cu2+) и его восстановленная форма (Cu). Мерой окислительно-восстановительной способности данной пары является окислительно-восстановительный или электродный потенциал,который обозначают , где Ox – окисленная форма, Red – восстановленная форма (например, , ). Измерить абсолютное значение потенциала невозможно, поэтому измерения осуществляют относительно эталона, например стандартного водородного электрода. Стандартный водородный электрод состоит из платиновой пластинки, покрытой тонким порошком платины, погруженной в раствор серной кислоты с концентрацией ионов водорода, равной 1 моль/л. Электрод омывают током газообразного водорода под давлением 1,013 · 105 Па при температуре 298 К. На поверхности платины протекает обратимая реакция, которую можно представить в виде: 2H+ + 2Û H2. Потенциал такого электрода принимают за нуль: В (размерность потенциала – Вольт). Стандартные потенциалы измерены или рассчитаны для большого числа окислительно-восстановительных пар (полуреакций) и приведены в таблицах. Например, . Чем больше значение , тем более сильным окислителем является окисленная форма (Оx) данной пары. Чем меньше значение потенциала, тем более сильным восстановителем является восстановленная форма (Red) окислительно-восстановительной пары. Ряд металлов, расположеных в порядке увеличения их стандартных электродных потенциалов, называют электрохимическим рядом напряжений металлов (рядом активности металлов): Li Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Bi Cu Ag Hg Au E0 < 0 E0=0 E0 > 0 Начинается ряд наиболее активными металлами (щелочными), а завершается «благородными», т.е. трудноокисляемыми металлами. Чем левее расположены в ряду металлы, тем более сильными восстановительными свойствами они обладают, они могут вытеснять из растворов солей металлы, стоящие правее. Металлы, расположенные до водорода, вытесняют его из растворов кислот (кроме HNO3 и H2SO4 конц). В тех случаях когда система находится в нестандартных условиях, значе- ние электродного потенциала можно рассчитать по уравнению Нернста: , где – потенциал системы при нестандартных условиях, В; – потенциал системы при стандартных условиях, В; R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль•К); T – температура, К; n – число электронов, участвующих в процессе; F – число Фарадея (96500 К/моль); [Ox]а, [Red]в – произведение концентраций (моль/л) окисленной и восстановленной форм участников процесса, возведенных в степень стехиометрических коэффициентов. Концентрации твердых веществ и воды принимают за единицу. При температуре 298 К, после подстановки численных значений R и F, уравнение Нернста принимает вид: . (2) Так, для полуреакции Û уравнение Нернста . Используя значения электродных потенциалов, можно определить направление самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции. В ходе ОВР электроны всегда перемещаются от пары, содержащей восстановитель, к паре, содержащей окислитель. Обозначим - электродный потенциал пары, содержащей окислитель; - электродный потенциал пары, содержащей восстановитель. Если > - самопроизвольно может идти прямая реакция; Если < - прямая реакция невозможна, но возможна обратная реакция. Для рассмотренной ранее (с.24) реакции (1): , т.е. реакция в стандартных условиях возможна.
Дата добавления: 2014-02-27; просмотров: 775; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |