Влияние среды раствора на протекание ОВР.
На характер протекания окислительно – восстановительной реакции между одними и теми же веществами влияет среда. Так, например MnO-4
восстанавливается до
H+ Mn+2 бесцветный раствор
MnO-4 H2O MnO2 бурый осадок
Фиолето-
вый
OH- MnO42- раствор зеленого цвета
Для создания кислой среды используют серную кислоту. Для создания щелочной среды – растворы гидроксидов калия или натрия.
1)2 KMn+7O4 + 5Na2S+4O3 + 3H2SO4 = 2Mn+2SO4 + 5Na2SO4 + K2SO4+3H2O
Mn+7 + 5e = Mn+2 2 ЭKMnO4= М\5=158\5=31,6 г\моль
S+4 -- 2e = S+6 5
(метод электронного баланса)
5Na+NO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5NaNO3 + 2MnSO4 + 3H2O + K2SO4
MnO-4 + 8H+ + 5e = Mn+2 + 4H2O 2
NO-2 + H2O - 2e = NO-3 + 2H+ 5
2MnO-4 + 16H+ + 5NO-2 + 5H2O = 2Mn+2 + 8H2O + 5 NO-3 + 10H+
6H+ 3H2O
(метод полуреакций)
2)KMn+7O4 + 3Na2SO3 + H2O = 2 Mn+4O2 ↓+ 3 Na2SO4 + 2KOH
Mn+7 + 3e = Mn +4 2
М ЭKMnO4 = M\3 = 158\3 = 52,7 г\моль
S+4 - 2e = S+6 3
3)2 KMn+7O4 + Na2SO3 + 2KOH = 2K2Mn+6O4 + Na2SO4 + H2O
Mn+7 + 2e = Mn+6 2 МЭ KMnO4 = M\1 = 158\1 = 158,0г\моль
S+4 -2e = S+6 1
Эквивалент окислителя и эквивалент восстановителя– эточасть моля, которая отвечает соответственно одному присоединенному или отданному каждой молекулой электрону в данной реакции.
Для определения эквивалента (молярной массы эквивалента) окислителя надо молекулярную массу его разделить на число электронов, присоединенных одной молекулой, а эквивалента восстановителя - молекулярную массу разделить на число электронов, отданных одной молекулой восстановителя.
Эквивалент – безразмерная величина, а молярная масса эквивалента выражается в г/моль
Э = M / n
Эквивалент одного и того же окислителя в различных реакциях будет различным, он зависит от реакции, от числа присоединенных электронов.
Расчет молярной массы эквивалента окислителя и восстановителя.
Эквивалент окислителя и эквивалент восстановителя– эточасть моля, которая отвечает соответственно одному присоединенному или отданному каждой молекулой электрону в данной реакции.
Для определения эквивалента (молярной массы эквивалента) окислителя надо молекулярную массу его разделить на число электронов, присоединенных одной молекулой, а эквивалента восстановителя - молекулярную массу разделить на число электронов, отданных одной молекулой восстановителя.
Эквивалент – безразмерная величина, а молярная масса эквивалента выражается в г/моль
Э = M / n
Эквивалент одного и того же окислителя в различных реакциях будет различным, он зависит от реакции, от числа присоединенных электронов.
Понятие об электродных потенциалах. Стандартный водородный электрод, ряд стандартных электродных потенциалов. Зависимость величины стандартного электродного потенциала от концентрации и температуры. Уравнение Нернста.
Если пластину любого металла погрузить в воду или раствор электролита, содержащий ионы этого металла, то небольшая часть металла перейдет в раствор, в форме положительно заряженных ионов, а сама пластина , концентрируя на себе избыток свободных электронов , приобретает отрицательный заряд.
Такому переходу содействует связывание ионов металла
с молекулами воды (растворителя).В итоге устанавливается равновесие
Me↔ Me2+ + 2e
Me2+ + m H2O↔ Me2+ · m H2O
Me + m H2O↔ Me2+ · m H2O +2e
Положительно заряженные ионы Me+2, перешедшие в раствор, концентрируются у поверхности пластины, приобретающей отрицательный заряд, в результате возникает двойной электрический слой (ДЭС) , обусловливающий резкий скачок электрического потенциала на границе металл - раствор электролита.
Эту разность электрических потенциалов или скачок потенциала на границе металл-раствор электролита называют электродным потенциалом.
Величина электродного потенциала зависит от природы металла, концентрации, точнее активности ионов металла в растворе и температуры.
Математически эта зависимость выражается уравнением В.Г.Нернста (1888).
EMe = E0Me + (R ∙T/n ·F) / ln аMen+,
а в случае разбавленных растворов полностью диссоциирующих солей данного металла
ЕMe = E0Me + (R∙T/n · F) / ln [Men+ ],
EMe = E0Me + 0,0592/n ·lg [Men+]