Главная страница сайта | Услуги решения задач по химии |
Лекции по химии | Учебник - общая химия |
становленной (Вое) форм выражается уравнением Нернста, вы веденным на основе законов термодинамики:
RT ГОк!
ф = (р0+--1п f-±, nF [BocJ
где R—молярная газовая постоянная, равная 8,313 Дж/(моль-К); Т—абсолютная температура, К; п—число электронов (отдаваемых или присоединяемых); F—постоянная Фарадея (96 500 Кл/моль).
Если от натуральных логарифмов перейти к десятичным, т для комнатной температуры (20° С) получим:
0,058 [Ок]
ф = «р° + ^—lg.L
[Вое]'
По уравнению Нернста можно рассчитать окислительно-вос-1 становительный потенциал пары при любых соотношениях кон-i центраций окислителя и восстановителя.
Для пары Sn4+/Sn2 + , где и = 2; <Psn4+/sn2+ = 0,15В, следовательно,
0,058 [Sn4+]
4>Sn4+/S«2+ =0,15 + —^— lg |"Sn2+jj-
Для пары Fe3 + /Fe2+, где и=1, фРез + /Ре2+= +0,77В, если концентрация Fe3+ = 1 моль/л, а концентрация Fe2+=0,01 моль/л. Тогда
<pF,3+/Fc2+=0,77+0,058 lg
10"
= 1,002В.
При сравнении со стандартным потенциалом фрез+/Ре2+ видим, что концентрация веществ сильно изменяет окислительно-восстановительный потенциал данной пары.
Для пары С12/2С1~
, ~ °.°58. [СЬ]
.<PcV2a- = l,36+-—lglL
Стехиометрические коэффициенты, не равные единице, входят в уравнение Нернста в качестве показателей степени для соответствующих концентраций.
- Для пары Ag + /Ag, где один из компонентов практически нерастворимое в воде вещество (Ag),
0,058 г ... <PAg.,Ag=0,799+-lplg[Ag+].
Концентрация серебра является величиной постоянной и потому в выражение ФАв*/а8 не входит.
При превращении окисленных форм анионов кислородсодержащих кислот в восстановленную реакции протекают при участии ионов Н+:
Мп04+8H++5e-.±Mn2++4H20 Cr202.- + 14Н+ +6е-.±2Сг3+ +7Н20 В этом случае уравнение Нернста принимает следующий вид:
0,058 [Мп04-][гГ]8 фМп04/Мп2+ фМп04/Мп2++ 5 g [Мп2 + ]
0,058 [Сг202 ][гГ]"
фСг2ОГ/2Сг3+ VCr20? /2Ci3* 6 [Сг3 + ]2
ГДе <РСг2ОГ/2СГ- = + 1'ЗЗВ-
Концентрация ионов водорода сильно влияет на окислительно-восстановаительный потенциал раствора, а следовательно, и на его окислительную активность.
Таким образом, если концентрации отдельных компонентов окислительно-восстановительных пар и среду раствора изменять, то будут меняться и их окислительно-восстановительные потенциалы. Может получиться даже так, что пара с большим стандартным окислительно-восстановительным потенциалом будет иметь в результате такого изменения меньший потенциал, чем другая пара с меньшим стандартным потенциалом. Направление реакции может стать в таком случае обратным.
Изменение направления реакции иногда требует незначительного изменения концентрации какого-либо из реагирующих ионов или рН среды.
Так, для реакции
2Pb2++Sn-2Pb+Sn4+
которой соответствует разность стандартных потенциалов 0,01В, достаточно понизить концентрацию ионов РЬ2+ по сравнению с концентрацией ионов Sn4+ примерно в 10 раз, чтобы реакция пошла в обратном направлении:
2Pb+Sn4+->2Pb2++Sn
Пользуясь таблицей стандартных потенциалов, можно предвидеть Направление окислительно-восстановительных реакций, а также иметь возможность выбирать соответствующие окислители и восстановители для проведения любого окислительно-восстановительного процесса. При этом необходимо учитывать влияние концентраций отдельных компонентов соответствующих пар на окислительно-восстановительный потенциал. Если не учитывать это влияние, то можно прийти к ошибочным результатам анализа.
|
Решаем контрольные работы по химии |
Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru
Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию