Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Влияние на направление ОВР растворимости продукта реакции восстановленной формы



Рассмотрим реакцию, лежащую в основе определения содержания меди (II) в растворе сульфата меди (II)методом иодометрии:

(5.12)

В этой реакции участвуют две пары окислительно-восстановительных систем: Cu2+/Cu+ и J2/2J¯, значения φ° которых равны 0,17 и 0,54 В соответственно.

В этой реакции Cu2+ восстанавливается до Cu+ и сравнивая значения φ° этих пар, можно предположить, что данная реакция невозможна в прямом направлении, т.к. ∆φ° <0.

Однако эта реакция практически протекает, так как восстановленный ион Cu+ входит в продукт реакции, который мало растворим и характеризуется ПРCuI = 10-12. Вследствие малой растворимости продукта реакции CuJ, сильно понижается в растворе активная концентрация иона Cu+ и результатом этого является увеличение потенциала пары Cu2+/Cu+.

Рассчитаем потенциал пары Cu2+/Cu+ по уравнению Нернста. Из значения ПРCuJ, равного 10-12, и приняв концентрацию иодид-ионов равной 10-1 моль/л, рассчитаем концентрацию ионов Cu (I). ПРCuJ =[Cu+][J¯] =10-12 =>

[Cu+]=10-12/10-1=10-11моль/л и , условно приняв концентрацию ионов меди (II) равной 1 моль/л:

; тогда .

Поскольку величина 0,808В больше величины стандартного потенциала пары J2/2J¯ (+0,54В), то рассматриваемая реакция должна идти в прямом направлении:

Δφреакции = 0,808– 0,54 = 0,268В т.е Δφ > 0 и рассматриваемая реакция протекает в направлении

.

Такие случаи наблюдаются нередко. Причиной изменения направления могут являться не только понижение активной концентрации того или иного иона в растворе в результате образования малорастворимого соединения, но и связывание этого иона в прочный комплекс.

5.4.4. Константы равновесия окислительно-восстановительных реакций

и влияние их на направление ОВР

ОВР – это обратимые реакции, поэтому и возможно изменить направление их на прямо противоположное. А в обратимых реакциях устанавливается химическое равновесие: константу равновесия окислительно-восстановительных реакций можно рассчитать, зная величины стандартных потенциалов обеих окислительно-восстановительных пар.

Пример:

Для реакции (5.13)

(5.14)

Из табл. 3 выпишем значения φ0 обеих окислительно-восстановительных пар: , .

Выражение j ОВП пар будут равны (5.15)

(5.16)

Из этих уравнений видно, что по мере увеличения концентраций ионов и уменьшения концентраций ионов и в результате протекания реакции потенциал первой пары (5.15), который первоначально был меньше, должен постепенно увеличиваться, а второй пары (5.16) – уменьшаться, это приводит к выравниванию значений потенциалов и установлению равновесия



(5.17)

Подставляя в это равенство значения и , из уравнений (5.15), (5.16) получим и, сделав некоторые математические преобразования, получим

второй член левой части (5.17) преобразуем и получим отсюда

; так как выражение, стоящее под знаком логарифма, представляет собой константу равновесия (5.17), то

Кравнов=1021. (5.18)

Найденный результат показывает, что при установившемся равновесии произведение концентраций Sn4+ и Fe2+ в 1021 раз превышает произведение концентраций оставшихся непревращенных Sn2+ и Fe3+.

Вывод: высокое числовое значение константы равновесия свидетельствует о том, что данная ОВР протекает практически до конца. Для любого обратимого окислительно-восстановительного процесса выведено следующее уравнение: (5.19), где и - стандартные окислительно-восстановительные потенциалы пар, n – число электронов. Из этого уравнения следует, что константы равновесия ОВР тем больше, чем больше разность стандартных потенциалов обеих пар. Если эта разность большая, ОВР протекает практически до конца, а при малой разности потенциалов химическое превращение взятых веществ до конца не доходит и поэтому, чтобы ОВР протекали в прямом направлении до конца, нужно создавать определенные условия:

1) рН среды; 2) температуру; 3) активные концентрации ионов окисленной и восстановленной форм.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!