Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Общая химия в формулах определениях схемах - Шимановичь И.Е.

Шимановичь И.Е. Общая химия в формулах определениях схемах — Полымя , 1996. — 548 c.
ISBN: 5-7107-4291-0
Скачать (прямая ссылка): obshayahimiyavformulah1996.pdf
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 144 >> Следующая

060 »с
Сг20?- + 6С|-+ 14Н+ < 2Сг3++ЗС12+7Н20.
«60 °с
С помощью электродных потенциалов достаточно просто решается вопрос о составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций, направлении и полноте их самопроизвольного протекания и т. п.
Как известно (гл. 7), термодинамическим условием самопроизвольного протекания химического процесса является отрицательное значение изменения изобарно-изотермического потенциала, т. е. АбсО. Взаимосвязь между этой термодинамической функцией и эдс гальванического элемента, составленного из двух окислительновосстановительных систем, выражается формулой
Дб = —л/7Д?, (10.4)
где п — число электронов, участвующих в суммарном окислительно-восстановительном процессе.
Из выражения (10.4) следует, что термодинамическим условием самопроизвольного протекания процесса в прямом направлении является положительное значение эдс (АЕ), когда система с более высоким значением электродного потенциала выступает в качестве окислителя, т. е. восстанавливается. Например, в гальваническом
151
элементе, состоящем из двух электродов, характеризующихся следующими параметрами:
гп2++2е-**2п, ?! 2+,„ =-0,76 В,
2п т/гп
Си2++2е-^Си, ?°ц2+/Сц =+0,34 В,
суммарный окислительно-восстановительный процесс самопроизвольно осуществляется при условии протекания восстановительной реакции только на медном электроде, а окислительной — на цинковом. Следовательно, в объединенном уравнении электродная реакция процесса с меньшим потенциалом записывается в обратном направлении, а процесса с большим потенциалом — в том виде, в каком она представлена в табл. 10.1, т. е. в форме процесса восстановления:
Си2+ + 2п*=е2п2+ + Си,
Д?° = ?°2. — ?° 2+/ =0,34 —( — 0,76)= 1,10 В.
Си /Си 2п1+/2п V * / >
Если окислитель и восстановитель расположены достаточно далеко друг от друга в ряду стандартных электродных потенциалов, то направление окислительно-восстановительного процесса практически однозначно определяется их взаимным положением в этом ряду. При близких значениях Е° (разница меньше 0,3 В) необходимо учитывать, помимо pH среды и температуры, также концентрации реагирующих веществ, поскольку при изменении этих параметров процесса зачастую может изменяться и направление его протекания.
Так, например, при сочетании двух полуреакций
нв»+г*--2нв, ?Ц+/!„,-о.гав. ре“ в
суммарный процесс
Не1++2Ре2+=2Н8 + 2Ее3+
может самопроизвольно протекать как в прямом, так и в обратном направлении, что определяется прежде всего соотношением концентраций ионов железа и ртути.
При С (Н?2+) = С (Ее2+)= Ю'1 моль/л и с(Ее3+)= = 10~4 моль/л
*н*р,»,=°.та--^1е-йрг*0,76В,
152
г, п __ 0,059 , 10-1 л СП Г.
^еЗ+/Ре-=°.77--------—'8-^=4 » °’59 В>
т. е. ^Нв2+/2Нг>?'ре3+/Ре2+ и Реакц.ия протекает слева направо.
При обратном соотношении концентраций с(НеИ+)=с(Ре2+)= 10~4 моль/л и с(Ре3+)=10_| моль/л
?н4+/2Н8 = 0’67 в’ а ?реЗ+/Ре2+==0'95 В-
т. е. ^,рез+/ре2+>?'Не2+/2Не и реакция идет справа налево.
Принципиально возможно, используя одинаковые электроды и один и тот же раствор разной концентрации, создать необходимую для работы гальванического элемента разность потенциалов. Такой гальванический элемент называется концентрационным и работает он за счет выравнивания концентраций.
Применяя значение АЕ° окислительно-восстановительной реакции, можно рассчитать ее константу равновесия. Для суммарного процесса типа Ох, -|-+ Неё2ч±Нес11 + Ох2 уравнение Нернста (при 298 К) имеет вид
АЕ А?° 0.059 . с(Ие(М-с(Ох2)
я с(Ох,)-с(Нес12)"
Отношение концентраций представляет собой выражение константы равновесия окислительно-восстановительного процесса:
с(Ке61)-с(Ох2)
с(Ох,)-с(Не(12)
По мере протекания процесса концентрации 0x1 и ДесЬ уменьшаются, а Дес^и Ох2 — увеличиваются, что приводит в результате к значению АЕ = 0 и, следовательно, к ДО = 0, характеризующему состояние равновесия:
откуда К можно рассчитать по выражению
ПАЕ*
0,069
Окислительно-восстановительные свойства воды. Так
как рассматриваемые окислительно-восстановительные реакции протекают в водных растворах, то необходимо
153
учитывать и окислительно-восстановительные свойства воды. С этой точки зрения особое значение имеют два типа процессов, протекающих в водных растворах.
Первый — восстановление ионов водорода Н+ или молекул воды (вода—окислитель):
2Н++2е- = Н2, Е° — 0,00 В,
2Н20 + 2е~ — Н2 -|- 20Н Е°= — 0,83 В.
Второй — окисление ионов гидроксила ОН- или молекул воды (вода — восстановитель):
40Н--4е-=02 + 2Н20, ?°=0,4 В,
2Н20 —- 4е~ = 02+4Н+, Е°= 1,23 В.
Общее уравнение электродного потенциала для водородного электрода имеет вид
0,059 с(Н2)
Ь2Н“ 2 В с(Н+)4'
Учитывая, что ?|Н+/На=0 и считая с(Н2) равной единице,
после преобразований получаем ?2Н+/Н =0,059 ^с(Н+).
Так как ^с(Н+)=— pH, то ?2Н+/Н,= —0,059 pH,
что при pH 7 соответствует ? = —0,41 В. Следовательно, все .окислительно-восстановительные системы с ?"< <—0,41В в водных растворах термодинамически неустойчивы и поэтому металлы, имеющие электродный потенциал более отрицательный, чем —0,41 В, могут вытеснять водород из воды. Однако практически вследствие образования на металлической поверхности оксидных пленок, обладающих защитным действием, эта способность проявляется только у щелочных и щелочноземельных металлов.
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 144 >> Следующая