химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

ется отрицательным полюсом рассмотренного элемента. Положение металлов в табл. В.14 соответствует их способности переходить в раствор в виде гидратированных ионов. В стандартном потенциале отражается не только энергия решетки металла и энергия ионизации атома металла, но-также и энтальпия и энтропия гидратации ионов. Гидратацией ионов объясняется, в частности, высокое отрицательное значение стандартного потенциала лития.

Термодинамическое равновесие между двумя редокс-пара-ми определяется прежде всего разностью их стандартных потенциалов. При этом выполняется следующее правило: сопряженная пара с относительно высоким (более положительным) потенциалом (окислитель) присоединяет электроны от сопряженной пары с относительно низким (более отрицательным) потенциалом (восстановитель). В соответствии с этим правилом происходит осаждение более благородных металлов (имеющих более положительный стандартный потенциал) из раствора их солей при внесении в него менее благородного металла. Этот процесс используется в технологическом процессе обогащения бедных руд благородных металлов методом цементации (вытеснения).

Знание стандартных потенциалов дает возможность рассчитать константу равновесия окислительно-восстановительного-процесса.

Таблица В.14. Стандартные потенциалы сопряженных окислительно-восстановительных пар

О шел ительно-еосстановительные реакции

415

(30>

Пример. Для реакции между металлическим железом и ионами меди (II) Fe (тв.) + Си2+ ,=*: Си (тв.) + Fe2+ константа равновесия равна

«FE8+

"Cu2+

I

В ходе окислительно-восстановительной реакции концентрация (активность)-ионов Fe2+ постепенно возрастает, а активность иоиов Си2+ падает вследствие уменьшения их концентрации в растворе. Поэтому потенциалы сопряженных редокс-пар также изменяются:

0,059 ,

(32>

Bpe = S°FE-|- g— lgaFE2+ (eFe увеличивается) (31)

0,059 ,

scu — e°Cu + ~9— !g «Cu2+ (ECU уменьшается)

После того как ВРЕ = вси, установится равновесное состояние, и из уравнения (31) и (32) получим

0,059 , дси5+ eV-B»c„ = -2—lg —

Из уравнения (30) следует

i "Сч2+ , „

2(g°Fe-S°Cu) 0,059IgK--27

Поэтому

2(—0,44 — 0,35) 0,059

Таким образом, константа равновесия К=10-27, т.е. реакция практически полностью смешена слева направо.

Подобным же образом, исходя из соответствующих стандартных потенциалов, можно вычислить произведение растворимости труднорастворимых солей при стандартной температуре 25 "С.

Пример. Пусть происходит осаждение хлорида серебра:

Ag (тв.) —? Ag++r е2° = 0,8В

AgCl (тв.) + е~ Ag (тв.) + С1" е2° = 0,21 В

AgCl (тв.) —г- Ag+-t-CP

Потенциалы соответствующих полуреакций равны Bj = 0,8 + 0,059 lgUAg+ 1

Е, = 0,21 +0,059 lg-

2 & аслВ состоянии равновесия Ej = 82, откуда

0,21—0,8

lg Пр = lg (адв+ ? acr) — да = —10)

Окислительно-восстановительные реакции

41Г

Примером гетерогенной окислительно-восстановительной реакции является взаимодействие металлов с растворами, содержащими Н30+. Этот процесс может быть записан следующим образом:

М(тв.) +пн+ —? №+ + %ц.

Металл отдает электроны ионам водорода, т е. восстанавливает гидратированные протоны со степенью окисления +1 до водорода со степенью окисления, равной 0. Прочная связь между атомами металла, обусловленная взаимодействием «электронного газа» с положительно заряженными атомами кристаллической решетки, ослабляется, кристаллическая решетка разрушается, и металл в виде гидратированных ионов переходит в раствор.

Окислительная способность системы Н+-/Нг зависит от рН раствора.

2Н++2е- =р=>: Н„

0,059 , а2и+

8 = ~2— te-- = -0,059pH (е»=0, нормальное давление) (33)

В воде (рН 7) потенциал водородного электрода равен

е = —0,059-7 = —0,413 В Таким образом, металлы, которые в ряду стандартных потенциалов находятся отрицательнее этого потенциала, окисляются ионами водорода из воды. К таким металлам относятся прежде всего щелочные и щелочноземельные металлы, которые энергично реагируют с водой. Некоторые другие металлы, например алюминий, магний и цинк, весьма медленно растворяются в воде из-за высокого перенапряжения процесса выделения водорода на этих металлах. Важную роль при этом играет пассивация, вызванная образованием тонкого и прочного оксидного слоя на поверхности металла.

При рН 0 потенциал сн+/н,=0. Окислительная способность Редокс-системы возрастает, так что в принципе нее металлы с отрицательным стандартным потенциалом растворяются в растворах с активностью ионов водорода, равной 1- Замедленность стадии выделения водорода, которая имеет место на чистых металлах, снимается добавлением следовыХ количеств некоторых благородных металлов. При этом на поверхности растворяющегося металла образуются локальные «сороткозамкну-тые гальванические элементы — на включении благородного Металла (катоде) происходит выделение водорода, так как перенапряжение на нем невелико; одновременно начинает ионизироваться в виде гидратированных ионов основной неблагород-яЧк металл,— анод.

г?~-2027

418

Неорганическая хим

страница 155
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


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

 

 

Реклама
участок в закрытом поселке на новой риге
Магазин KNS цифровые решения предлагает самый хороший ноутбук в Москве и с доставкой по России.
частотный преобразователь fc 051
концерты в цирке чудес сколько стоит любовь в апреле

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
(28.05.2017)