химический каталог




Составление химических уравнений

Автор А.А.Кудрявцев

оны металлов в высшей степени окисления, сложные ионы и молекулы, содержащие атомы неметалла в состоянии положительной степени окисления (как высшей, так и низшей), а также ионы благородных металлов.

Наиболее слабые окислители — атомы четвертой главной подгруппы.

При пользовании таблицей следует иметь в виду, что не все термодинамически возможные реакции удается осуществить практически, несмотря на то, что исходя из стандартных потенциалов, они должны были бы протекать. Так, например, в водных растворах нельзя восстановить металлическим калием ионы алюминия, а металлическим магнием ионы цинка (см. стр. 336—356).

Таблица нормальных окислительно-восстановительных потенциалов позволяет:

1. По знаку и величине нормальных окислительно-восстановительных потенциалов судить о свойствах вещества, т. е. установить, восстановительные или окислительные свойства будут проявлять атомы, молекулы или ионы в химических реакциях. Например:

К = К+ + ?", ?0 =— 2,924 в (сильнейший восстановитель), 2F~ = Fa + 2e~» ?0 = + 2,87 в (сильнейший окислитель).

2. Определить изменение стандартного потенциала в зависимости

от характера среды. Например:

Mn02 — 3e- + 2H20 = Mn07 + 4H\ Е0 = + 1,692 в,

(кислая среда)

Мп03 — Зе +40Н ==Мп0~ + 2Н20, ?tf= + 0,6 в.

(щелочная среда)

3. Установить, какое из соединений, образуемых данным элементом, будет являться наиболее'сильным восстановителем или окислителем. Так, например, самым сильным восстановителем из соединений серы являются сульфиды — ионы S2- — 2е" = S, Е0= = — 0,48 в, а самым сильным окислителем — персульфат-ион S2Or 4- 2е~ = 2S024-, ?0 - + 2,010 в.

4. Предсказать возможность осуществления и направления окислительно-восстановительных реакций. Реакция может протекать в выбранном направлении при условии, что э, д. с. ее имеет положительное значение.

Так, например, требуется определить, будет ли работать элемент, состоящий из цинкового и угольных электродов, погруженных в раствор двухромовокислого калия, в серной кислоте.

Пишем схему элемента:

Zn | K2Cr207 + H2S04 | С

Реакции, протекающие при работе элемента: на отрицательном электроде (циик)

Zn — 2е~ = Zn2+

на, положительном электроде (уголь)

Сг20|- + 14Н+ + 6е~ == 2Cr3+ -f- 7НаО

Суммарная реакция, протекающая в элементе:

3Zn + Сг2ОГ + 14Н+ = 3Zn2+ + 2Сг3+ + 7Н20 или в молекулярной форме:

3Zn + K2Cr207 + 7H2S04 = 3ZnS04 + Cr2(S04)3 + K2S04 -f 7H20

Находим (приложение 6) окислительио-восстаиовителъные потенциалы Zn — = Zn2++"2e- (или Zn — 2er = Zn2+),

?0 = —0,76 e; 2Gr3+ + 7H20 = Cr20|-+ 14Н+ + &Г

(или Cr202- -f- 14H+ + 6?0 = + 1,33 e.

Вычисляем э. д. с. реакции:

э. д. с. = 1,33 —(—0,76) = + 2,09 в.

Данный элемент будет работать, обеспечивая постоянную э. д. с, ^ 2 в.

5. Степень протекания реакции слева направо определяется

константой равновесия. Константа равновесия связана с окислительно-восстановительными потенциалами определенной формулой

(стр. lBO). Зная константу равновесия, Можно, не прибегая к опытным данным, вычислить полноту течения реакции.

Комбинируя данные таблицы окислительно-восстановительных потенциалов, можно рассчитать значения констант равновесия при-* близительно для 85 ООО реакций.

Термодинамическое определение направления химических

реакций

Для того чтобы ответить на вопрос, будет ли вообще, в принципе, протекать та или иная химическая реакция в данном направлении и с каким выходом, а также выяснить влияние на равновесие реакции давления, концентраций исходных веществ и продуктов реакции, выявить те условия, при которых при данной температуре процесс из неосуществимого становится осуществимым, и наоборот, необходимо к химическим реакциям применить второй закон термодинамики.

Второй закон термодинамики в приложении к химическим процессам может быть сформулирован следующим образом: всякий самопроизвольный процесс (т. е. без затраты работы извне), в том числе и химическая реакция, в изолированной системе протекает в том направлении, при котором система совершает работу, т. е. когда в системе происходит уменьшение свободной энергии (той части энергии, которая способна совершить работу).

Химические реакции большей частью осуществляются при постоянной температуре и постоянном давлении или объеме (или в условиях, близких к этим).

Поэтому важное практическое значение приобретают два термодинамических потенциала: изохорно-изотермический и изобар-но-изотермический.

Изохорно-изотермический потенциал F применяется при рассмотрении процессов, происходящих при постоянных температуре и объеме; его проще называют изохорным потенциалом, а также свободной энергией Гельмгольца (свободной энергией при постоянном объеме или полезной энергией).

Изохорно-изотермический потенциал, или свободная энергия, определяется уравнением:

F = U-TS, (1)

где U — внутренняя энергия системы, Т — абсолютная температура; 5 — энтропия.

Энергия U зависит от внутреннего состояния системы и обусловлена движением и взаимодействием составляющих систему м

страница 62
< 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

Скачать книгу "Составление химических уравнений" (2.39Mb)


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

 

 

Реклама
компьютерные курсы книги
Ingersoll Mechanical Watches IN2818RSL
домодедово маникюрные курсы
курсы швея москва

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
(07.12.2016)