рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Потенциалы. Уравнение Нернста

Потенциалы. Уравнение Нернста - раздел Химия, Пособие по аналитической химии Способность Терять Или Присоединять Электроны Различна У Различных Атомов, Ио...

Способность терять или присоединять электроны различна у различных атомов, ионов или молекул.

Количественной характеристикой способности электронов к переходу от одних атомов или ионов к другим атомам или ионам являются их окислительно-восстановительные потенциалы. Окислительно-восстановительные потенциалы измеряют электрохимически относительно стандартных электродов. Одним из таких стандартных электродов является водородный электрод. Условно принято считать равным нулю нормальный окислительно-восстановительный потенциал водородного электрода = 0,000 В

Нормальными окислительно-восстановительными потенциалами называют потенциалы, измеренные при активности ионов соответствующей пары равной 1 моль/л при температуре 25° С. Их значения приводятся в соответствующих справочниках, некоторые даны в табл. III приложения.

В каждой окислительно-восстановительной паре различают окисленную форму (элемент в более высокой степени окисления, например: Fe3+, Sn4+, Cr2O72-) и восстановленную форму (элемент в более низкой степени окисления – Sn2+, Fe2+, Cr3+). Причём окисленная форма такой пары выполняет роль окислителя, а восстановленная - восстановителя.

Чем меньше величина потенциала, тем активнее восстановитель и тем он сильнее окисляется.

Чем больше положительное значение окислительно-восстановительного потенциала, тем активнее окислитель, и сам он сильнее восстанавливается. Окислители с большим потенциалом способны окислять все восстановители с меньшим потенциалом, и наоборот, восстановители с меньшим потенциалом могут восстанавливать окислители с большим потенциалом.

По величинам нормальных окислительно-восстановительных потенциалов можно судить о возможности, направлении и глубине протекания процесса между различными веществами, осуществить подбор соответствующих окислителей или восстановителей, ответить на вопрос, какие вещества будут реагировать в первую очередь и какие продукты реакции образуются в результате предполагаемого взаимодействия.

Окислительно-восстановительная реакция протекает в том направлении, для которого разность между стандартными потенциалами пары, включающей окислитель, Еокис. и пары, включающей восстановитель, Eвoccт. больше нуля, т.е. ΔЕ > 0.

Из возможных в данных условиях окислительно-восстановительных реакций в первую очередь идет та, которой соответствует наибольшая разность потенциалов, т.е. большая электродвижущая сила процесса (ΔЕ).

Электродвижущая сила, обусловленная данной реакцией, равна разности между значениями потенциала окислителя и потенциала восстановителя: ΔЕ = Еокисл. - Евосст.

Окислительно-восстановительные реакции наиболее активно протекают между сильным окислителем и сильным восстановителем, например, сильный восстановитель - калий и сильный окислитель Cl2 активно реагируют между собой: 2K + Cl2 = 2KCl

Разность потенциалов такой реакции достаточно велика: = + 1,36 В; = - 2,92 B; ΔЕ = + 1,36 - (-2,92) = + 4,28 В; ΔЕ >> 0.

Из практики известно, что окислительно-восстановительные реакции протекают в заметной степени, если ΔЕ ≥ +0,1 В; становятся практически необратимыми и протекают до конца в выбранном направлении, если ΔЕ ≥ + 0,4 В.

Величины окислительно-восстановительных потенциалов зависят от многих факторов. Основные из них: концентрация окисленной и восстановленной форм, температура, рН среды.

Уравнение Нернста позволяет вычислять значения окислительно-восстановительных потенциалов для конкретных условий:

(VII.1)

где E° - нормальный ред-окс потенциал данной пары; R - универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/град×моль; Т - абсолютная температура; F - число Фарадея, 96500 Кл; n - число отданных или присоединённых электронов; aOx, aRed - активности, соответственно окисленной и восстановленной форм.

При вычислении окислительно-восстановительных потенциалов вместо активностей ионов допускается использование их концентраций.

При температуре 25 °С и замене натурального логарифма на десятичный уравнение Нернста запишется:

(VII.2)

Для пары металл - соль данного металла (например, Fе0 - Fe2+) уравнение (VII.2) запишется:

Если в уравнении реакции перехода окисленной формы в восстановленную есть коэффициенты, то они входят в уравнение Нернста в качестве показателей степени для соответствующих активностей (концентраций). Например, для пары Cl2/2Cl-:

Рассмотрим на примере зависимость величины окислительно-восстановительного потенциала от отношения концентраций окисленной и восстановленной форм. Если [Fe3+] = 0,1 моль/л, a [Fe2+] = 0,01 моль/л, то

Если в окислительно-восстановительной реакции принимают участие ионы водорода, то значение окислительно-восстановительного потенциала зависит и от концентрации ионов водорода. Например, для реакции восстановления ионов МnО4- до Mn2+ в кислой среде: МnО4- + 5ē + 8H+ = Mn2+ + 4H2O

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Пособие по аналитической химии

Федеральное агентство по образованию.. ГОУ ВПО Орловский государственный университет.. Э Р Оскотская..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Потенциалы. Уравнение Нернста

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Чувствительность, специфичность и избирательность аналитических реакций
В качественном анализе большое значение имеет чувствительность аналитических реакций. Знание чувствительности реакций и умение рассчитать ее позволяют сознательно выбирать необходимые реактивы, бра

Гидролиз по катиону
Гидролизу по катиону подвергаются соли, в состав которых входят катионы, сильно поляризующие молекулы воды: однозарядные: NH4+, Cu+, Ag+;

Гидролиз по аниону
С молекулами воды образуют достаточно прочные водородные связи многие анионы, из них: однозарядные: CN-, NO2-, HCOO-, ClO-, CH3

Гидролиз по катиону и аниону
Соли, образованные катионами и анионами, в значительной степени поляризующими молекулы воды, гидролизуются и по катиону и по аниону. NH4+ + CN- + H2

Необратимый гидролиз
Возможность протекания гидролиза необходимо учитывать при сливании растворов солей, содержащих катионы и анионы, способные поляризовать молекулы воды.   Таблица IV.1

Расчет константы гидролиза, степени гидролиза и рН растворов гидролизующихся солей
Динамическое равновесие в водных растворах гидролизующихся солей подчиняется закону действующих масс и может быть охарактеризовано константой гидролиза (Кгидр). Константой гидро

Вычисление ступенчатых констант гидролиза солей слабых двухосновных кислот
Выведенные выше формулы предназначены для вычисления Кгидр, hгидр, [Н+], рН растворов солей, являющихся бинарными электролитами, т.е. если гидролиз протекает только

Факторы, влияющие на степень гидролиза солей
Степень гидролиза – hгидр – дает количественную характеристику способности солей вступать в реакции гидролиза. Она зависит от природы гидролизующейся соли (чем меньше степень электролити

В качественном анализе
Явление гидролиза широко используется в химическом анализе для различных целей. 1. Для подавления гидролиза, что позволяет получать устойчивые при хранении растворы. Для этой цели в раство

Решение типовых задач
Задача 1. Вычислить константу гидролиза Кгидр, степень гидролиза hгидр и рН 0,01 М раствора хлорида аммония при t = 25 оС. Решение.

Использование процессов образования и растворения осадков в анализе
Реакции осаждении лежат в основе ряда аналитических операций и широко используются для различных целей анализа: 1. Обнаружение ионов в растворе (осадок – аналитический сигнал) по образован

Равновесие в системах осадок Û раствор. Произведение растворимости. Константа растворимости
При аналитических исследованиях очень важно знать последовательность осаждения ионов из раствора, полноту осаждения, растворимость осадков, условия образования осадков, условия переведения того или

Факторы, влияющие на растворимость осадков
В анализе – как качественном, так и количественном – большое значение имеет полнота осаждения. Любое малорастворимое соединение не полностью выпадет в осадок, а часть его всегда остается в растворе

Влияние избытка осадителя на полноту осаждения
Введение в раствор избытка одноименных ионов влечет за собой дополнительное выпадение осадка. Это явление очень широко используется в аналитической практике. Качественно наблюдаемый эффект можно об

Образование и растворение осадков
Осадок малорастворимого электролита образуется только тогда, когда ионное произведение (ИП) превысит при данной температуре величину его произведения растворимости. Если ИП < ПР – р-р н

Влияние на растворимость осадка других сильных электролитов. Солевой эффект
На растворимость осадков оказывают влияние не только сильные электролиты с одноименными ионами. В присутствии других сильных электролитов, не имеющих общих с осадком ионов, растворимость осадка изм

Решение типовых задач
Вычисление растворимости (Р) по произведению растворимости (ПР) Величины произведений растворимости для малорастворимых соединений приведены в та

По растворимости
Задача 1.Вычислить произведение растворимости бромида серебра, если растворимость его при этой температуре равна 7,28 · 10-7 моль/л. Решение. Составляем

Образование и растворение осадков
Задача 1. Образуется ли осадок при сливании равных объемов 0,0002 М раствора нитрата серебра и 0,0004 М раствора хлорида натрия? Температура растворов 20оС. ПРAgCl

Малорастворимых электролитов
Задача 1. В насыщенном растворе сульфата свинца концентрация сульфат-ионов увеличена в 100 раз. Чему станет равна концентрация ионов свинца? Как она изменится и во сколько раз? ПР

Солевой эффект
Задача 1. Вычислить растворимость сульфата бария в воде, в 0,01 молярном растворе хлорида натрия. ПР= 1,1·10-10.

Комплексные соединения, их состав и строение
Комплексными соединениями называют определенные молекулярные соединения, при сочетании компонентов которых образуются положительно или отрицательно заряженные ионы, способные существовать как в кри

Номенклатура комплексных соединений
В настоящее время общепринята рациональная номенклатура, основанная на рекомендациях Международного союза по чистой и прикладной химии*. Рассмотрим, как составить по этой номенклатуре назв

Константа нестойкости
В водных растворах комплексные соединения диссоциируют в две стадии. Первая стадия протекает по типу сильных электролитов, т.е. идет процесс полной диссоциации на внутреннюю и внешнюю сферу:

Решение типовых задач
Задача 1. Вычислить равновесную концентрацию иона меди Cu2+ и степень диссоциации комплексного иона в 0,01 М растворе [Cu(NH3)4]SO4, К

В анализе
Многие комплексные соединения обладают целым рядом свойств, таких как характерная окраска, высокая прочность, малая растворимость, открывающих широкие возможности использования процессов комплексоо

Органические реагенты в анализе
Реакции с органическими реактивами являются высокочувствительными и достаточно специфическими, что дает возможность широко использовать их как в качественном, так и в количественном анализе (в проб

Для самостоятельной работы
1. Назовите следующие комплексные соединения: а) [Co(NH3)3]Cl3; б) [Cu(NH3)4]SO4; в) [Al(H

Реакций
Реакции окисления–восстановления делят на три группы: внутримолекулярные, межмолекулярные и реакции диспропорционирования. 1. Внутримолекулярные – это реакции, протекающие с изменением сте

Окислительно-восстановительных реакций
Наиболее часто применяются два метода составления окислительно-восстановительных реакций: электронного баланса и ионно-электронный, его еще называют метод полуреакций. Метод электронного баланса до

В анализе
Реакции окисления-восстановления широко используются в аналитической химии для различных целей: для открытия ионов, для разделения смеси ионов, для переведения малорастворимых осадков в раствор, дл

Процессах. Константа равновесия
Химическое равновесие в обратимых окислительно-восстановительных реакциях можно охарактеризовать константой равновесия. Проведём вычисление константы равновесия на примере взаимодействия: Sn2+

Решение типовых задач
Задача 1. В каком направлении пойдёт реакция между оксидом свинца (IV) и иодидом калия в кислой среде в стандартных условиях? Решение. По табл. III находим стандарт

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги