Реферат Курсовая Конспект
Окислительно-восстановительные потенциалы - раздел История, История Нормальный Водородный Электрод. Для Сравнения Окислительно-Восстановительной ...
|
Нормальный водородный электрод. Для сравнения окислительно-восстановительной способности различных атомов и ионов составляют гальваническую цепь из испытуемой пары (например, Zn+4VZn) и нормального водородного электрода (2Н+/Нг).
Нормальный водородный электрод состоят из платиновой пластинки (выполняющей роль инертного проводника электричества), на которую электролитически наносят слой платиновой черни. Платиновая чернь, представляющая собой платину в тонкодисперсном состоянии, обладает способностью адсорбировать газообразный водород. Пластинку опускают в раствор хлористоводородной или серной кислоты с активной концентрацией ионов водорода ан+, равной 1 (используется 1,25 M раствор хлористоводородной кислоты).
Во время работы очищенный газообразный водород непрерывно пропускают под давлением 1 атм через хлористоводородную или серную кислоту. При этом протекает обратимая реакция;
H2 ^=± 2H+ + 2е.
аналогичная реакциям, протекающим на поверхности металлических электродов.
Величина потенциала нормального водородного электрода условно приравнивается к нулю.
Нормальные окислительно-восстановительные потенциалы. Схема гальванической цепи хлорида железа в паре с нормальным водородным электродом может быть представлена следующим образом:
_2е_
1 ф
- (Pt1) H2 ! 2H+ И Fe++ I Fe+++ (Pt11) +
а химическую реакцию, происходящую в этой цепи, можно выразить уравнением:
I +
H2 + 2Fe+++ —> 2H+ + 2Fe4+
При концентрации (активности) ионов, равной 1, давлении водорода 1 атм и температуре +250C разность потенциалов на концах гальванической цепи (платиновых полюсах) равна +0,771 в.
Потенциалы, измеренные в паре с нормальным водородным электродом при концентрации (активности) ионов, равной 1, и температуре 25° С, называются нормальными (E0).
Знак плюс у электрода означает, что электроны движутся от нейтральных молекул водорода к Fe4+^-HOHaM1 т. е. водород окисляется, a Fe+++ восстанавливается. Пара Fe+4VFe4+ является положительным полюсом. Если сделать такие определения для разных пар, то получим данные, которые могут служить для сравнения окислительно-восстановительной способности различных соединений.
В гальванической цепи
2е
- (Pt1)H212H+ Il Sn++ I Sn++++(Pt„) +
разность потенциалов составляет +0,15 в. Это означает, что Sn4444* окисляет H2.
FeCl3 более сильный окислитель, чем SnCl4, и Fe+44* будет окислять Sn++ до SnIv. В гальванической цепи
2<?
- (Pt1)Sn++ I Sn++++ И Fe++ I Fe+++(Ptn) +
разность потенциалов равна 0,771 — (+ 0,15) = +0,621 в, что подтверждает возможность окисления Sn++ при помощи Fe+++-noHOB.
Если составить цепь из металлического магния, его соли и водородного электрода, то поток электронов будет двигаться от магния к ионам водорода:
_2£_
I I
- (Pti)Mg I Mg++ Il H212H+(Ptn) +
Это означает, что ионы водорода в данном случае являются окислителем. Измеренная разность потенциалов равна —2,34 в. Следовательно, металлический магний по отношению к паре 2Н+/Н2 является восстановителем. Число —2,34 в есть мера восстановительной способности магния.
Таблица нормальных окислительно-восстановительных потенциалов.
В табл. 5 приведены численные значения некоторых нормальных окислительно-восстановительных потенциалов. Если атомы, молекулы или ионы, находящиеся в правой колонке табл. 5, вступают в реакции с атомами, молекулами или ионами, находящимися в левой колонке и притом расположенными ниже, то первые теряют электроны (окисляются), т. е. являются восстановителями, а вторые принимают электроны (восстанавливаются), т. е. являются окислителями.
Для нахождения электродвижущей силы (э. д. с.) реакции нужно из величины потенциала окислителя вычесть величину потенциала восстановителя:
Э. Д. С. (E)— Е0КцСл — £восст
Нормальная (стандартная) э. д. с. равна разности нормальных потенциалов (при а = 1). Например:
I I
Zn + Cu++ —> Zn+++ Cu для Zn - 2е —V Zn++ E0 = - 0,7620 в (а)
для Cu++ + 2е —>- Cu £° = + 0,3448 в э. д. с. = 0,3448 - (-0,7620) = 1,1068 в 2е I I
Fe+ 2H+ —> Fe++ + H2 для Fe - 2е —> Fe++ £° = - 0,440 в (б)
для 2H+ + 2е —> H2 E0 = 0,000 в э. д. с. = 0,000-(-0,440) = 0,440 в
2е
I I
Sn++ + Hg++ —> SnIV + Hg для Sn++ -2е —> SnIV £0= +0,15 * (в)
для Hg++ + 2е —> Hg £° = + 0,854 в э. д. с. = 0,854 - 0,15 = 0,704 в
142. Поверхностная энергия, энергия, сосредоточенная на границе раздела фаз, избыточная по сравнению с энергией в объеме. При увеличении поверхности раздела фаз удельная полная поверхностная энергия (на единицу поверхности) e характеризует увеличение энергии системы. Она равна сумме механической работы s образования единицы площади поверхности и поглощаемой при этом теплоты q. B обратимом изотермическом процессе , где Т-абсолютная температура, — -удельная поверхностная энтропия (связанная энергия). Обычно, говоря о поверхностная энергия, имеют в виду удельную свободную поверхностная энергия s. С ростом температуры вдали от критической точки s линейно уменьшается, тогда как e практически от температуры не зависит. При приближении к критической точке различие в свойствах контактирующих фаз сглаживается и поверхностная энергия обращается в нуль (см. Критическое состояние). Термин "поверхностная энергия" применяют обычно для границы твердое тело-газ (пар); если граничащие фазы суть твердое тело и жидкость или две несмешивающиеся жидкости, пользуются термином "межфазная энергия". Удельная свободная поверхностная энергия на границе раздела жидкость-газ (пар) называется поверхностным натяжением.
Поверхностная энергия связана с межмолекулярным взаимодействием, так как состояние частиц (атомов, молекул) на границе раздела фаз отличается от состояния в объеме фаз вследствие нескомпенсированности силовых полей частиц на поверхности раздела. Состояние поверхности и поверхностные силы играют существенную роль в тех случаях, когда поверхность сильно развита (например, в высокодисперсных системах), при получении вещества в виде тонких пленок. когда сфера действия приповерхностных сил соизмерима с толщиной пленок, в капиллярных явлениях. При образовании (увеличении) поверхности раздела фаз затрачивается работа против нескомпенсированных сил межчастичного взаимодействия на поверхности. Поверхностная энергия s определяется как работа образования единицы площади поверхности (размерность Дж/м2) или как сила, приложенная к контуру на поверхности и препятствующая увеличению поверхности; тогда ее размерность Н/м. Для жидкостей молекулярной природы и твердых тел поверхностная энергия s равна: сжиженные инертные газы-единицы мДж/м2, орг. вещества-десятки мДж/м2, вещества ионной природы - первые сотни мДж/м2, металлы-от долей Дж/м2 (легкоплавкие) до нескольких Дж/м2 (тугоплавкие).
Экспериментальное измерение поверхностной энергии в твердых телах представляет собой трудную задачу из-за медленного (по сравнению с жидкостью) протекания релаксационных процессов и большой диссипации энергии при разрушении и образовании новой поверхности, что обычно затрудняет проведение этого процесса как изотермического обратимого. Существует несколько методов измерения поверхностная энергия твердых тел, из которых наиболее достоверные результаты дает метод нулевой ползучести (Таммана-Удина), основанный на наличии у тела вязкой ползучести, то есть способности при достаточно высокой температуре медленно течь под действием приложенной силы. Графическая интерполяция величины этой силы к значению, при котором вязкая ползучесть уравновешивается поверхностным натяжением s, позволяет определить поверхностную энергию. Для упругих тел с хрупким разрушением поверхностную энергию можно определить лишь в случаях совершенной спайности, например при обратимом расщеплении листочка слюды. путем измерения работы образования поверхности (метод Обреимова); последний применим также для определения межфазной энергии на границе твердое тело-жидкость.
Пове́рхностное натяже́ние — термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объём системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.
Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл — энергетический (термодинамический) и силовой (механический). Энергетическое (термодинамическое) определение: поверхностное натяжение — это удельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое (механическое) определение: поверхностное натяжение — это сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости[1].
205. При гидролизе солей железа (III) образуется золь гидрата окиси железа с положительно заряженными частицами:
213.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
История... Впервые осмос наблюдал А Нолле в однако исследование этого явления было... Суспензии это дисперсные системы в которых дисперсной фазой являются частицы твердого вещества размером более...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Окислительно-восстановительные потенциалы
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов