![]() |
|
|
Общая химияFe3+ + = Fe2*: ^ - 0,771 -Ь 0,059 lg В этом и в рассматриваемых ниже случаях электрод, на котором протекает электродный процесс, изготовляется из инертного материала. Чаще всего в качестве такого материала применяют платину. Мы рассмотрели примеры, когда в электродных процессах принимали участие только ионы, состоящие из одного элемента. Однако часто окисляющееся или восстанавливающееся вещество состоит не из одного, а из двух или большего числа элементов. Чаще всего в составе окислителя содержится кислород; при этом в электродном процессе обычно принимают участие также вода и продукты ее диссоциации — ионы водорода (в кислой среде) или гидроксид-ионы (в щелочной среде). Рассмотрим, как будут выглядеть в таких случаях уравнения потенциалов электродных процессов. 3. Электродный процесс выражается уравнением: 02 + 4Н+ + 4е~ = 2Н20 Эта полуреакция (при протекании ее в сторону восстановления J играет очень большую роль при коррозии металлов (см. § 196). Кислород—самый распространенный окислитель, вызывающий коррозию металлов в водных средах. В рассматриваемом электродном процессе в результате восстановления кислорода, протекающего с участием ионов водорода, образуется вода. Следовательно, [Red] = [Н20]2, а [Ох]— = [02] [Н+]4. Концентрацию воды в разбавленных растворах можно считать постоянной. Концентрация кислорода в растворе пропорциональна его парциальному давлению над раствором ([02] — — kpo2). Выполнив необходимые преобразования и обозначив сумму постоянных величин через &°, получим: ё = *° + 0,059 lg [Hi + ЬЦЁ. \% Ро 2 Для рассматриваемого процесса &° = 1,228 В; следовательно 8 « 1,228 — 0,059рН + 0,015 lg pQ2 При парциальном давлении кислорода, равном нормальному атмосферному давлению (которое условно принимается равным единице), Igpo^^O и последнее уравнение принимает вид & — 1,228 — 0,059рН 4. Для электродных процессов, записываемых более сложными уравнениями, в выражениях для потенциалов содержится большее число переменных концентраций. Рассмотрим, например, электродный процесс: МпО; + 8Н+ + 5е~ « Мп2+ + 4Н20 Эта полуреакция протекает (в сторону восстановления) при взаимодействии перманганата калия с большинством восстановителей в кислой среде. Концентрации всех веществ, участвующих в рассматриваемом электродном процессе, кроме воды, — величины переменные. Для этого процесса #°= 1,507 В. Уравнение электродного потенциала имеет вид: „ „0 , 0,059 1 [МпО;] 8 • 0,059 г +1 = 1,507 + 0,012 lg J^~^ - 0,095рН Примеры 3 и 4 показывают, что в случае электрохимических процессов, протекающих с участием воды, концентрация ионов водорода входит в числитель логарифмического члена уравнения потенциала. Поэтому электродные потенциалы таких процессов зависят от рН раствора и имеют тем большую величину, чем кислее раствор. Как уже сказано, зависимость электродного потенциала от природы веществ — участников электродного процесса учитывается величиной <§?°. В связи с этим все электродные процессы принято располагать в ряд по величине их стандартных потенциалов. В табл. 18 уравнения важнейших электродных процессов и соответствующие электродные потенциалы приведены в порядке возрастания величин Ш°. Положение той или иной электрохимической системы в этом ряду характеризует ее окислительно-восстановительную способность. Под электрохимической системой здесь подразумевается совокупность всех веществ — участников данного электродного процесса. Окислительно-восстановительная способность представляет собою понятие, характеризующее именно электрохимическую систему, но часто говорят и об окислительно-восстановительной способности того или иного вещества (или иона). При этом следует, однако, иметь в виду, что многие вещества могут окисляться или восстанавливаться до различных продуктов. Например, пер-манганат калия (ион МГ1О4) может в зависимости от условий, прежде всего от рН раствора, восстанавливаться либо до иона Мп2+, либо до Мп02, либо до иона МпО^"« Соответствующие электродные процессы выражаются уравнениями^ МпО; + 8Н+ + 5е~ = Мп2+ + 4Н20 МпО; + 4Н+ + Зе" = Мп02 + 2Н20 МпО; + <Г = МпО2/ Поскольку стандартные потенциалы этих трех электродных процессов различны (сл*. табл. 18), то различно и положение этих трех систем в ряду &°t Таким образом, один и тот же окислитель (МПО4) может занимать в ряду стандартных потенциалов несколько мест. Элементы, проявляющие в своих соединениях только одну степень окисленности, имеют простые окислительно-восстановительные характеристики и занимают в ряду стандартных потенцналоз мало мест. К их числу относятся в основном металлы главных подгрупп I—III групп периодической системы. Много же мест в ряду |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [прайс-листы] [форум] [обратная связь] |
|
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.
|
|