циала у полуреакции окисления сернистой кислоты, то это вещество и будет являться наиболее сильным восстановителем.

Протекание окислительно-восстановительной реакции в данном направлении возможно лишь тогда, когда потенциал восстановления используемого окислителя больше потенциала окисления используемого восстановителя.

Пример 2. Определить, можно ли использовать в стандартных условиях соли железа (III) для окисления ионов F", Br- и I- до простых веществ? Ответ подтвердить расчетами.

Решение:

1. Находим значения Е° полуреакций:

?°/2,. = <Х53 В; EBrJ/2Br - = 1,08 В;

E'/2F -= 2,85 В; E^+i ре2+= 0,77 <.

2. Поскольку значение EF 3+ , 2+ больше значения EI0 /2I-, то ионы

гс / re 12 / 2I

Fe способны окислить ионы I до простого вещества I2. Следовательно, из указанных анионов только ионы I" будут окисляться ионами железа (III).

Любая ОВР всегда протекает в том направлении, которому соответствует положительное значение разности потенциалов окислителя и восстановителя.

Однако необходимо помнить, что в данном направлении реакция протекает практически необратимо при разности потенциалов АЕ, большей либо равной 0,4 В. Если же разность потенциалов АЕ оказывается меньше 0,4 В, то ОВР протекает обратимо и направление реакции определяется условиями ее проведения.

Пример 3. Установить, в каком направлении возможно самопроизвольное протекание реакции:

SnCl4 + 2FeCl2 < SnCl2 + 2FeCl3.

Решение:

1. Находим значения Е полуреакций:

^,22+ = 0,15 В EFV/F.2+ = 0,77 В.

2. Поскольку значение E полуреакции с участием ионов железа

больше значения Е полуреакции с участием ионов олова, то ионы

Fe3+ будут окислять ионы Sn2+ с образованием ионов Fe2+ и Sn4+. Это

соответствует протеканию указанной реакции справа налево.

Из всех возможных ОВР наиболее вероятной будет та реакция, которой соответствует максимальное значение разности потенциалов используемых окислителя и восстановителя.

Пример 4. Используя значения полуреакций, определить наиболее вероятный продукт восстановления иодат-ионов сернистой кислотой:

а) IO- + 6H+ + 6ё : I" + ЗН2О, E = 1,08 В;

б) IO- + 6H+ + 5ё : 1/2I2 + ЗН2О, E = 1,19 В;

в) IO- + 5H+ + 4ё : HIO + 2H2O, E0 = 1,14 В;

г) SO4- + 4H+ + 2ё : H2SO3 + H2O, E = 0,17 В.

Решение:

1. Поскольку значение потенциала полуреакции «г» меньше значений потенциалов полуреаций «а», «б» и «в», то сульфит-ионы будут являться восстановителями по отношению к иодат-ионам.

2. Для каждой из полуреакций «а», «б» и «в» найдем разность между ее потенциалом и потенциалом полуреакции «г»:

Е°(а) - Е°(г) = 1,08 В - 0,17 В = 0,91 В; Е°(б) - Е0(г) = 1,19 В - 0,17 В = 1,02 В; Е0(в) - Е0(г) = 1,14 В - 0,17 В = 0,97 В.

3. Видно, что максимальное значение соответствует разности

между потенциалами полуреакций «б» и «г». Следовательно, сернистая

кислота будет восстанавливать иодат-ионы до свободного иода.

Чем больше значение АЕ реакции, тем больше значение константы химического равновесия и тем сильнее оно смещено в сторону образования продуктов.

Пример 5. Рассчитать значение константы химического равновесия для реакции окисления сульфата железа (II) перманганатом калия в сернокислом растворе, в котором концентрации всех потенциало-пределяющих ионов равны 1 моль/л.

Решение:

1. Составим уравнение данной ОВР, расставим коэффициенты

методом электронного баланса и найдем значение n.

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 : 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Mn+7 + 5ё : Mn+2 1 2

Fe+2 - ё : Fe+3 5 10

Из уравнений электронного баланса видно, что число электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем, т. е. число n равно 5.

Найдем значения потенциалов полуреакций окисления ионов железа (а) и восстановления перманганат-ионов в кислой среде (б):

а) EF°e3+/Fe2+= 0,77В ;

б) EMiO-/ ^2+= 1,51В.

2. Рассчитаем значение реакции:

АЕ0 = ЕЛ° O- M 2+ - EF0 3+ /F 2+ = 1,51 В - 0,77 В = 0,74 В.

MnO-/ Mn2+ Fe3+/ Fe2+ ' ' '

Такое огромное значение константы равновесия свидетельствует о том, что данная реакция протекает слева направо практически необратимо.

Влияние различных факторов на направление протекания окислительно-восстановительных реакций

Окислительно-восстановительная реакция протекает в том направлении, в котором осуществляется полуреакция с более высоким значением потенциала. Поэтому факторы, влияющие на величину потенциала, оказывают влияние и на направление протекания ОВР. К таким факторам относятся:

1) концентрация потенциалопределяющих ионов;

2) величина рН раствора;

3) температура раствора;

4) величина ПР малорастворимого продукта реакции;

5) Величина константы нестойкости образующегося комплексно-

го иона.

Рассмотрим характер влияния каждого из этих факторов на направление протекания ОВР:

Влияние концентраций потенциалопределяющих ионов

Изменяя значения концентраций ионов в растворе, можно изменить направление протекания ОВР.

Пример 6. Определить направление протекания реакции

Sn0 + Pb2+ < Sn2+ + Pb0<