Окислительно-восстановительные потенциалы

В качестве электродов могут быть использованы окислительно-восстановительные системы или пары, составленные из окисленной и восстановленной форм.

Записывают: окисленная форма / восстановленная форма.

Например: Fe³⁺ / Fe²⁺; MnO₄^- + 8H⁺ / Mn²⁺ + 4H₂O

Потенциал  Е  окислительно – восстановительной пары вычисляется по уравнению Нернста:

 C_ox и C_Red - концентрации окисленной и восстановленной форм соответственно.  Для стандартных условий (298 К) его можно записать следующим образом:

Е – окислительно-восстановительный потенциал данный пары в Вольтах

Е₀ – стандартный окислительно-восстановительный потенциал (приведен в справочниках)

n – число электронов, участвующих в ОВР

C_ox – концентрация окисленной формы в системе (моль/л).

C_Red – концентрация восстановленной формы (моль/л).

Если C_ox = C_Red; и C_ox / C_Red = 1, тогда Е = Е₀

Стандартным электродным окислительно-восстановительным потенциалом (редокс потенциалом) называется потенциал окислительно- восстановительной системы, измеренный по отношению к стандартному водородному электроду, принятому за 0, когда отношение концентраций окисленной и восстановленной форм равно 1.

Пример:

Е₀ MnO₄^- + 8H⁺ / Mn²⁺ + 4H₂O = +1,51 В

Плюс (+) означает, что электроны движутся от водородного электрода.

Е₀Zn²⁺ | Zn = - 0,76 В

Минус (-) означает, что электроны движутся к водородному электроду.

Значение редокс потенциалов (Е₀) находятся в таблице. При расчетах знак потенциала не менять.

-2.87	Ca2+ + 2e	®	Ca
-1.18	Mn2+ + 2e	®	Mn
-0.44	Fe2+ + 2e	®	Fe
-0.41	Cr3+ + e	®	Cr2+
-0.14	Sn2+ + 2e	®	Sn
0	H+ + e	®	1/2H2
+0.14	S + 2H+ + 2e	®	H2S
+0.15	Sn4++ 2e	®	Sn2+
+0.17	SO42-+ 4H+ + 2e	®	H2SO3 + H2O
+0.337	Cu2+ + 2e	®	Cu
+0.54	I2 + 2e	®	2I-
+0.77	Fe3+ + 2e	®	Fe2+
+1.065	Br2(ж)+ 2e	®	2Br-
+1.229	O2 + 4H+ + 4e	®	2H2O
+1.33	Cr2O72- + 14H+ + 6e	®	2Cr3++ 7H2O
+1.36	Cl2 + 2e	®	2Cl-
+1.51	MnO4- + 8H+ + 5e	®	Mn2+ + 4H2O
+2.01	S2O82- + 2e	®	2SO42-
+2.65	F2 + 2e	®	2F-

В этой таблице сильные окислители находятся в левом нижнем углу, сильные восстановители - в правом верхнем.

    Анализ ряда:

1) Чем > электроположительное значение Е₀ пары,    тем > окислительными свойствами обладает окисленная форма пары.

2) Чем > электроотрицательное значение Е₀ пары, тем > восстановительными свойствами обладает восстановленная форма пары.

Зависимость потенциала от характера среды

Рассмотрим превращение КMnO₄ в различных средах.

1. Кислая среда.

MnO₄ ^- + 8 H ⁺ + 5е → Mn²⁺ + 4H₂O

Е = Е₀ + 0,059/5 ∙ lg [MnO₄ ^-] ∙ [ H ⁺ ]⁸ / [Mn²⁺]

Потенциал зависит от рН среды

Е₀= 1,51 В

2. Нейтральная среда.

MnO₄^- + 2H₂O + 3e  → MnO₂ + 4OH^-

Е = Е₀ + 0,059 / 3 ∙ lg [MnO₄ ^-] / [MnO₂] ∙ [OH^-]⁴

Е₀= 0.57 В

3. Щелочная среда.

MnO₄ ^- + e  → MnO₄ ^{2 -}

Е = Е₀ + 0,059 / 1 ∙ lg [MnO₄ ^-] / [MnO₄^{2 -}]

Е₀=0.56 В

Наибольшее значение Е₀ для КMnO₄ в кислой среде, значит, КMnO₄ будет обладать в кислой среде самыми сильными окислительными свойствами.

 

---

Дата добавления: 2022-07-02; просмотров: 95; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!