Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Окислительно-восстановительный (редокс) потенциал




Если опустить инертный проводник, например, платину, в раствор, содержащий сопряженную окислительно-восстановительную пару, то на границе раздела металл - раствор также возникает двойной электрический слой, связанный с обменом электронами между окисленной и восстановленной формами через платину. Знак заряда поверхности металла в этом случае определяется не его природой, а преобладанием одного из процессов (отдачи электронов - окисления или присоединения электронов - восстановления) до наступления равновесия. Если поначалу преобладает восстановление, то на платине вследствие дефицита электронов возникает положительный заряд; если преобладающим процессом является окисление, то избыток электронов создает на платине отрицательный заряд. После установления равновесия строение ДЭС стабилизируется, обеспечивая определенное значение электрического потенциала, который в этом случае называется окислительно-восстановительным.

Окислительно-восстановительным (или редокс) потенциалом называется потенциал, возникающий в системе, состоящей из инертного проводника первого рода и раствора, содержащего сопряженную окислительно-восстановительную пару.

При условном обозначении окислительно-восстановительного электрода формулы веществ (или ионов), составляющих окислительно-восстановительную пару, записываются через запятую, поскольку между ними нет поверхности раздела. Например, если на платиновом электроде устанавливается равновесие Fe3+ + e- ⇄ Fe2+, то он записывается как Pt|Fe3+, Fe2+.

Окислительно-восстановительный потенциал зависит от природы окислительно-восстановительной реакции, соотношения активностей окисленной и восстановленной форм в растворе и температуры. Равновесное значение окислительно-восстановительного потенциала можно рассчитать по уравнению Нернста-Петерса:

2,3RT aокисл

φокисл/восст = φºокисл/восст + ¾¾¾ lg ¾¾¾

zF aвосст

где φºокисл/восст - стандартный окислительно-восстановительный потенциал, т.е. потенциал окислительно-восстановительного электрода при температуре 298 К, давлении 101,325 кПа и активностях окисленной и восстановленной форм, равных 1 моль/л; z - число электронов, участвующих в окислительно-восстановительном процессе; аокисл и авосст - активности окисленной и восстановленной форм в растворе.

В разбавленных растворах вместо активностей можно использовать концентрации окисленной и восстановленной форм:

2×10-4T Сокисл

φокисл/восст = φºокисл/восст + ¾¾¾ lg ¾¾¾

z Свосст

Обратите внимание на то, что, если в реакции участвуют ионы Н+ или ОН-, то окислительно-восстановительный потенциал зависит от их активности (концентрации) в растворе. Например, для протекающей на платине реакции

MnO4- + 8H+ + 5e- ⇄ Mn2+ + 4H2O

уравнение Нернста-Петерса приобретает вид:

2×10-4 T С(MnO4-С8(H+)

φ(MnO4-/Mn2+) = φº(MnO4-/Mn2+) + ¾¾¾ lg ¾¾¾¾¾¾¾

5 С(Mn2+)

Не учитывается в уравнении Нернста-Петерса концентрация воды, если реакция протекает в разбавленном водном растворе, поскольку вода находится в избытке и ее количество вследствие реакции изменяется мало. Если в реакции участвуют твердые вещества, их концентрации принимаются равными 1 и в уравнении Нернста-Петерса также не учитываются. Например, для реакции

MnO4- + 2H2О + 3e- ⇄ MnО2↓ + 4OН-

уравнение Нернста-Петерса записывается следующим образом:

2×10-4 T С(MnO4-)

φ(MnO4-/MnО2) = φº(MnO4-/MnО2) + ¾¾¾ lg ¾¾¾¾¾

3 С4(ОН-)

Чем положительнее значение окислительно-восстановительного потенциала, тем сильнее выражены окислительные свойства системы, чем отрицательнее - тем сильнее восстановительные свойства.

Величины стандартных окислительно-восстановительных потенциалов некоторых реакций представлены в таблице 3.


Поделиться:

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 87; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты