Буферные растворы

БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ, поддерживают при изменении состава среды постоянное значение какой-либо характеристики, напр. водородного показателя pH (кислотно-основный буферный раствор) или окислительно-восстановительного потенциала (окислительно-восстановительный буферный раствор). Кислотно-основные буферные растворы содержат слабую кислоту и ее соль (напр., CH3COOH и CH3COONa) или слабое основание и его соль (напр., NH3и NH4Cl). Многие биологические жидкости (кровь и др.) являются такими буферными растворами. Их компоненты — карбонаты, фосфаты и белки. Окислительно-восстановительные буферные растворы содержат соединения элементов переменной валентности, находящиеся в двух степенях окисления, напр. соли Fe(III) и Fe(II).

ОВР. Основные понятия. Направление протекания ОВР.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ (реакции окисления-восстановления), химические реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Первоначально окислением назывались только реакции веществ с O2, а восстановлением — реакции, в результате которых вещество теряло атом кислорода. С введением в химию электронных представлений понятие окислительно-восстановительных реакций распространилось и на реакции без участия кислорода.

В неорганической химии окислительно-востановительные реакции формально рассматриваются как перемещение электронов от атома одного реагента к атому другого, например: HCl+5O3+ 3H2S+4O3HCl + 3H2S+6O4. Вещество, в котором степень окисления атома понижается за счет приобретения электронов, называется окислителем (здесь HClO3), а вещество, в котором степень окисления атомов повышается за счет отдачи электронов — восстановителем (здесь H2SO3). При этом, окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется.

В органической химии окисление обычно рассматривают как процесс, в результате которого из-за перехода электрона от органического соединения к окислителю восрастает число или кратность кислородсодержащих (C-O, N-O, S-O) или уменьшается число водородсодержащих (C-H, N-H, S-H) связей. При восстановлении органических соединений в результате приобретения электронов происходят обратные процессы.

СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ (окислительное число), условный показатель, характеризующий заряд атома в соединениях. В молекулах с ионной связью совпадает с зарядом иона, напр. в NaCl степень окисления натрия +1, хлора -1. В ковалентных соединениях за степень окисления принимают заряд, который получил бы атом, если бы все пары электронов, осуществляющие химическую связь, были целиком перенесены к более электроотрицательным атомам, напр. в HCl степень окисления водорода +1, хлора 1. Понятие степень окисления используется, напр., при составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций.

36. Понятие об окислительно – восстановительном потенциале.. Факторы, влияющие на величину ОВП. Уравнение Нернста. Стандартные ОВП. Ряд стандартных электронных потенциалов металлов.

На пов-ти Ме атомы валентно ненасыщ и взаимод с полярн молек воды. В рез-те гидротиров катионы Ме переход в р-р.

Ме_(тв)DМеⁿ⁺_(р-р)+nẽ_{(тв Ме)}. Со врем на границе «Ме - р-р» (сост равн) возник двойн эл слой, емкость к-рого не меняется. Разность потенц в двойн эл слое хар-ет ок-восст способность эл-хим системы. Измерить абсолютн знач-е Dφ в двойн эл слое невозм, но можно измерить Dφ м/у 2-мя электрохим системами.За сист-у сравнения выбран стандарт водор электрод: сост из платиновой пластины, покрытой порошком платины

В вод эл-де эл-хим сист: Н₂D2Н⁺ +2ẽ, Н₂ -2ẽD2Н⁺. При стандартн усл-ях (Т=298К, р_Н2=1атм, а_Н+=1моль/л): φ_Н+/Н2=0,00В. Ок-восст потенциал (ОВП) эл-хим сист-ы, наход в станд усл-ях, измеренные относ-но станд водор эл-да, назыв станд ОВП (в табл) φ^о_ок/вос [B].

Ряд станд ОВ(электродных)потенциалов Ме (ряд напряжений) – это послед-ть, в к-рой Ме-лы расположены в порядке увелич-я станд ОВП-лов для эл-хим систем

Ме_(тв)^{вос.форма} -nẽDМеⁿ⁺_(р-р)^{ок.форма}

…K…Mg Al Zn Fe…Sn…H₂ Cu… Hg… Au…

-2,9 -2,4 -1,66 -0,76 -0,44 -0,14 0 +0,34 +0,85 +1,5

окислит активность возраст

Для процессов в кисл среде: 1) чем левее, тем более активн восст св-ва Ме (хим активность); 2)увелис-е φ^о → окислит способность возраст; 3)взаимод-е 2Ме^о_{(вос-ль)}+2nН⁺_(ок-ль)→ 2Меⁿ⁺+nН₂, φ^о_Ме+/Ме<φ^о_Н+/Н2: Ме (φ^о<0), стоящие левее Н₂, вытесняют из к-т молек Н; 4)Ме-лы, не разлагающие воду, вытесняют менее активн Ме (стоящие правее) из их солей.

Завис-ть ОВП от конц-ций вещ-в, участв в электродн процессах и от t выраж-ся ур-ем Нернста: φ=φ^о+RT·ln([Ox]/[Red])/zF, где φ° — станд ОВП, R-газовая постоянная; Т—абсолют темпер, F — число Фарадея (96 500 Кл/моль); z — число ẽ-ов, участв в электродн процессе; [Oх] и [Red]—произведения конц-ций (активyостей) вещ-в, принимающих участие в соответст полур-ции в окисленной (Ох) и восста­вленной (Red) формах. Для Т=298К: 2,3RT/F≈0,059 → φ=φ^о+0,059lg([Ox]/[Red])/z