КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Окислительно-восстановительные потенциалы и направление окислительно-восстановительных реакций
Количественной характеристикой окислительной и восстановительной способностей различных веществ являются значения стандартных ОВ-потенциалов. Они определяются экспериментально по отношению к стандартному (нормальному) водородному электроду, потенциал которого принимается за нуль при стандартных условиях (температура 25 °С, давление 1 атм, или 101,325 кПа). Ряд стандартных потенциалов называется также рядом напряжений металлов. В этом ряду каждый свободный металл вытесняет из растворов солей все металлы, которые следуют за ним. Металлы, стоящие ранее водорода, вытесняют его из растворов кислот.
Каждому окислителю в данных условиях соответствует определенный восстановитель: так, перманганат-иону МnО4 в кислой среде соответствует восстановитель Мn+2, в щелочной среде — МnО2; окислителю хлору Сl2 соответствует восстановитель хлорид-ион Сl-. Следовательно, каждому окислителю соответствует его окисленная форма (МnО4 ,Сl2) и восстановленная (Mn+2, Cl-1), т.е. окисленная и восстановленная формы вещества образуют сопряженную ОВ-пару.
В табл. 3.1 приведены стандартные ОВ-потенциалы некоторых ОВ-систем в водных растворах. Система, ОВ-потенциал которой больше, является окислителем по отношению к ОВ-системе, потенциал которой меньше.
Таблица 3.1. Стандартные потел «налы (£<>) окислительно-восстановительных систем по отношению К нормальному водородному электроду
| Окисленная форма | + nē | Восстановленная форма | Потенциал, В |
| F2 | +2 ē | 2F- | + 2,87 |
| Н2О + 2 Н+ | +2 ē | 2 Н2О | + 1,77 |
| МnО-4 + 8Н+ | +5 ē | Мn2+ + 4Н2О | + 1,51 |
| Cl2 | +2 ē | 2С1- | + 1,36 |
| Сr2О2-7 + 14Н+ | +6 ē | 2Cr3+ + 7 Н2О | + 1,33 |
| Вr2 | +2 ē | 2Вr- | + 1,06 |
| NO-3 + 3H+ | +2 ē | HNO2 + Н2О | + 0,94 |
| Fe3+ | + ē | Fe2+ | + 0,77 |
| O2 + 2Н+ | +2 ē | Н2О2 | + 0,69 |
| MnO-4 + 2H2O | +3 ē | MnO2 + 4OH- | + 0,59 |
| MnO-4 | + ē | MnO42- | + 0,57 |
| I2 | +2 ē | 2I- | + 0,54 |
| Cu2+ | +2 ē | Cu | + 0,34 |
| S4O2-6 | +2 ē | 2S2O2-3 | + 0,08 |
| 2H+ | +2 ē | H2 | 0,00 |
| O2 + 2H2O | +2 ē | H2O2 + 2OH- | -0,076 |
| 2H+(pH7) | +2 ē | H2 | -0,414 |
| S | +2 ē | S2- | -0,508 |
| Zn2+ | +2 ē | Zn | -0,76 |
| Al3+ | +3 ē | Al | -1,67 |
Отсюда, чем больше разница ОВ-потенциалов взаимодействующих частиц, тем энергичнее протекает процесс ОВ между ними.
По ОВ-потенциалам можно судить о направлении ОВ-реакций. Например, для реакций
MnO-4 + 5 Fe2+ + 8 H+ = Mn2+ + 5 Fe3+ + 4Н2О
стандартные потенциалы имеют значение (см. табл. 3.1):
MnO-4 + 8H+ + 5 ē ↔ Мn2+ + 4Н2О; E0 = + 1,51В;
Fe3+ + 1 ē ↔ Fe2+; E0 = +0,77 В.
Потенциал первой системы больше, чем второй. Следовательно, окисленная форма пары МnО-4/Мn2+ является окислителем, а восстановленная форма пары Fe3+/Fe2+ - восстановителем. Другими словами, первая реакция протекает слева направо, вторая - справа налево.
Исходя из ОВ-потенциалов реагирующих веществ можно также предсказывать конечные продукты реакции. Кроме того, зная направление ОВ-процесса, можно правильно подобрать среду для благоприятного протекания реакции.
Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 114; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |