Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Зависимость реакций окисления-восстановления от средыСодержание книги
Поиск на нашем сайте
Окислительная (восстановительная) способность данного окислителя (восстановителя) часто существенно зависит от условий проведения реакции, в частности, от кислотности среды. Так, бромат-ион легко окисляет бромид-ион:
BrO3– + 5Br– + 6H+ = 3Br2 + 3H2O,
если кислотность достаточно высока, но окисление не происходит в слабокислотной и тем более в нейтральной или щелочной среде. Влияние рН среды особенно наглядно видно на примере окислительных свойств перманганат-иона.
Кислая среда
MnO4- + 8H+ + 5e ® Mn2+ + 4H2O бесцветный или слабо розовый
MnO4- + 2H+ + 3e ® MnO2 + 2H2O бурый раствор или осадок
Нейтральная среда MnO4- + 2H2O + 3e ® MnO2 + 4OH- бурый раствор или осадок
Щелочная среда MnO4- + e ® MnO42- зеленый раствор
Перманганат ион MnO42- неустойчив и легко диспропорционирует:
3MnO42- + 2H2O + 2e ® 2MnO4- + MnO2 + 4OH-.
Для соединений хрома (VI) среда мало влияет на степень окисления продуктов, но вследствие амфотерности гидроксида хрома (III) оказывает влияние на их состав. В кислой среде:
Cr2O72- + 6e + 14H+ ® 2Cr3+ + 7H2O.
В щелочной среде:
CrO42- + 3e + 4H2O- ® Cr(OH)4- + 4OH- .
Изменение pH среды может развернуть реакцию. Так вышеприведенная реакция диспропорционирования хлора в щелочной среде идет в обратном направлении при подкислении раствора:
HCl + HClO3 ® Cl2 + H2O.
Направление протекания окислительно- Восстановительных процессов Предсказать направление окислительно-восстановительных реакций дает возможность второй закон термодинамики. Условием протекания окислительно-восстановительной реакции в прямом направлении, как и любой другой является изменение энергии Гиббса DG<0. Например, возможно протекание реакции в прямом направлении:
Mg + H2O(ж) ® MgO + H2, DG= - 94,5 кдж/моль
и невозможно для реакции:
Pd + H2O(ж) ® PbO + H2, DG= 126,5 кдж/моль
Считать изменение энергии Гиббса DG для окислительно-восстановительных реакций дело трудоемкое. С другой стороны, DG, как известно, определяет работу химической реакции, в данном случае работу по переносу электронов. Процессы непосредственного превращения химической энергии в электрическую и обратно называются электрохимическими процессами. Их можно разделить на две группы: 1) процессы превращения химической энергии в электрическую (работа гальванических и топливных элементов, разрядка аккумулятора, выработка электричества животными); 2) процессы превращения электрической энергии в химическую (электролиз, электрическая коррозия, зарядка аккумулятора и др.). В окислительно-восстановительных реакциях происходит переход электронов от одних молекул, атомов или ионов к другим. При этом энергия у ряда химических реакций может превращаться в теплоту. Простейшая электрохимическая система состоит из двух электродов и ионного проводника между ними. Электроды замыкаются металлическим проводником. Ионным проводником (проводником второго рода) служат растворы или расплавы электролитов, а также твердые электролиты. Электродами называют проводники, имеющие электронную проводимость (проводники 1-го рода) и находящиеся в контакте с ионным проводником. Рассмотрим металл в растворе его соли. Возможны два процесса – а) металл растворяется, переходит в раствор, образуя положительные ионы: Мтв ↔ М2+aq + 2e, при этом электроны останутся на пластине, заряжая ее отрицательно. На границе металл–раствор возникает двойной электрический слой. Между пластиной и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным потенциалом или потенциалом электрода. При некотором значении потенциала скорость прямого процесса будет равна скорости обратного процесса, и потенциал в таких условиях называется равновесным электродным; б) если в качестве металла взять медь, она будет забирать электроны с пластины и заряжать ее положительно: М2+aq+2e®Mтв. Возникает также разность потенциалов между электролитом и пластиной, которая зависит от природы металла и от концентрации ионов. Если две таких пластины соединить, пойдет ток, между пластинами возникает разность потенциалов. Работа такого гальванического элемента определяется разностью потенциалов:
G = -z ∙ F ∙ Е, (1.1) где G - изменение энергии Гиббса или изобарно-изотермического потенциала, Дж/моль; n – наименьшее общее кратное числа отдаваемых и принимаемых в реакции электронов; F=96487 кулонов - количество электричества, необходимое для растворения или восстановления одного химического эквивалента металла или другого вещества; Е - разность потенциалов полуреакций восстановления или электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента, В; R=8,314,Дж/моль ∙ К -универсальная газовая постоянная; Т - температура по шкале Кельвина.
|
|||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; просмотров: 186; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.138.69.101 (0.005 с.) |