химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

ак называемые электродные или окислительно-восстановительные потенциалы р. 240.

Окислительно-восстановительные потенциалы. Связь между Д G и ip выражается уравнением * —Д G = nFtp, где п — количество вещества (моль), передаваемого в процессе электронов; F — постоянная Фа-радея.

Сущность возникновения электродного потенциала заключается в следующем. Если пластинку металла М погрузить в раствор, содержащий его ионы

Mnt(p) + ne- *=* М(к)

то между металлом и раствором возникнет разность потенциалов, называемая электродным потенциалом. Эта разность зависит от природы металла и концентрации (точнее активности) ионов в растворе, а также от температуры.

Стандартный электродный потенциал. Для реакции, протекающей в стандартных условиях, связь энергии Гиббса и электродного потенциала выражается уравнением

' -AG' = nFВеличину <р° называют стандартным электродным (окислительно-восстановительным) потенциалом. Значения стандартного электродного потенциала (как и AG°) растворенных веществ относят к растворам с концентрацией 1 моль/л, а для газообразных веществ — к 101325 Па. В качестве стандартной принимают температуру 25°С.

Значения электродных (окислительно-восстановительных) потенциалов обычно берутся относительно системы

НЧР) + t v2H2(r), дс;98 = о

Л ТЭК КаК ДС/,29о,Н*(Р) = ° " ДС},29«,Н2(г) = °' станДаРтн"й потенциал \ этой системы <р°2т = 0 (как и ДС). Эта система называется водород-| ным электродом.

§; Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, покрытую ^, тонким слоем рыхлой пористой платины (для увеличения поверхности электро-1 да) и опущенную в водный раствор серной кислоты (с активностью ионов Н+, равный единице) (рис. 121). Через раствор серной кислоты пропускают водород под атмосферным давлением. Часть поглощенного платиной водорода ( переходит в атомное состояние, поэтому в поверхностном слое пластины

*-Д G (Дж) = 96485 пЕ (В).

241

устанавливается равновесие У2Н2 H, а на границе платины и раствора серной кислоты — равновесие Н(г) Н+(р) +? е", т.е. суммарно

V2H2(r) ^ Н*(р) + е

242

Стандартные потенциалы некоторых окислительно-восстановительных систем приведены в табл. 25. В ряду приведенных систем убывающее значение отрицательного потенциала и возрастающее значение положительного потен циал а отвеч ают п адению восстановительной и росту окисли-. тельной способности. Например, сравнение стандартных потенциалов системы

F2(r) + If = 2F"(p), ?>29в = 2,87 В Н2(г) + 2е" = 2Н-(р), <р°98 = -2,25 В

показывает, что у молекул F2 сильно выражена окислительная тенденция, а у ионов Н" — восстановительная.

В соответствии со значениями <р° цинк (f^as = —^) — более сильный восстановитель, чем медь (^?298 = +0,34 В), и, следовательно, будет вытеснять ее из растворов, содержащих ионы Си2*:

Zn(K) + Си2*(р) = Си(к) + Zn2*(p)

Хлор (— +1,07 В), и, следовательно, будет вытеснять бром из растворов, содержащих ионы Вг":

1/2С12(г) + Вг-(р) = '/2Вг2(г) + С1-(р)

По значениям окислительно-восстановительных потенциалов можно судить о направлении и более сложных окислительно-восстановительных процессов. Например, для реакции

МпО; + 5Fe2+ + 8Н+ = Мп2+ + 5Fe3+ + 4Н20 Потенциалы частных реакций имеют следующие значения:

Окисленная Восстановленная Стандартный

1,51 В 0,77 В

форма форма

МпО;+8Н* + 5е" =Мп2* + 4Н20 Fe3* + е" = Fe2*

243

Как видим, стандартный электродный потенциал для первой системы выше, чем для второй. Следовательно при контакте первая система выступит в качестве окислителя, вторая - в качестве восстановителя. Иными словами, первая реакция протекает слева направо, вторая — справа налево, т.е. ионы Fo?* окисляются до ионов Fe'*, а ионы Мн04

восстанавливаются до ионов Мп-"'.

Электродные потенциалы не являются неизменными. Они зависят от соотношения концентраций (точнее активностей) окисленной и восстановленной форм вещества, а также от температуры, природы растворителя, рН среды и др.

Зависимость электродного потенциала от концентрации окисленной и восстановленной форм и температуры выражается уравнением Нернс-та:

§ 4. ХИМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ ТОКЛ

Если пространственно разделить процесс окисления восстановителя и процесс восстановления окислителя, можно получить электрический ток. В этом случае окислительно-восстановительные реакции осуществляются на электродах, а химическая энергия непосредственно превращается в электрическую. Теоретически для получения электрической энергии можно применить любую окислительно-восстановительную реакцию.

Окисленная форма

Рассмотрим получение тока за счет следующей пары окислительно-восстановительных систем:

Восп-днонленна-я Стандартный

формм потенциал

V = 9

nF

Zn2* + -2 Г = Zn Cu2* + 2r = Си

-0,76 В + 0,34 В

ч F

Ч> - f +

где if' — стандартный электродный потенциал процесса: R — молярная газовая постоянная; 7' — абсолютам температура, и — число молей передаваемых в элементарном процессе э

страница 70
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
silampos посуда официальный сайт
led прожектор с датчиком движения и освещенности
Чайная ложка для худеющих Half Spoon
наклейки на yamaha

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.03.2017)