Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Електродні потенціали

Виміряти абсолютні значення φ неможливо, оскільки в будь-якому гальванічному елементі одночасно відбуваються дві електродні реакції, і його напруга дорівнює різниці електродних потенціалів. Тому на практиці користуються відносними електродними потенціалами. Електродом порівняння є стандартний водневий електрод, потенціал якого умовно прийняли таким, що дорівнює нулю. Стандартний водневий електрод — це платинова пластинка, насичена воднем при 25 °С і тиску водню 101 кПа, занурена в розчин кислоти, в якому активність йонів Гідрогену дорівнює одиниці. На водневому електроді може відбуватися процес приєднання електронів до йонів Гідрогену або процес відщеплення електронів і перехід водню в йонний стан:

 

+ + 2еˉ = Н2º; Н2° = 2Н+ + 2еˉ

 

залежно від того, надходять електрони до електрода чи відходять від нього.

На практиці як електроди порівняння найчастіше застосовують хлорсрібний і каломельний.

Окисно-відновним і електродним потенціалом, або редокс-потенціалом, системи називають різницю потенціалів між електродом, зануреним у дану хімічну систему, і стандартним водневим електродом.

Отже, редокс-потенціал системи можна оцінити за електрорушійною силою гальванічного елемента, один з електродів якого занурений у суміш окисненої (Ох) та відновленої (Red) форм досліджуваного елемента, що містяться в розчині, а другим є стандартний водневий електрод.

Стандартний електродний потенціал — це значення потенціалу за стандартних умов і активностей окисненої та відновленої форм елемента, що бере участь у реакції, які дорівнюють одиниці.

У табл. 2 наведено значення стандартних електродних потенціалів φ°298 відносно водневого електрода для деяких напівреакцій. Наведені в таблиці дані φ°298 розміщені в порядку зменшення значень від’ємного потенціалу, що відповідає зменшенню відновної і збільшенню окиснювальної активності елементів.

За стандартними електродними потенціалами можна визначити напрямок самочинного перебігу окисно-відновних реакцій. Визначальним чинником у цьому разі, як і для будь-якої хімічної реакції взагалі, є знак зміни енергії Гіббса реакції. Під час роботи гальванічного елемента електрони самочинно переміщуватимуться від негативно зарядженого електрода елемента до позитивно зарядженого, тобто від електрохімічної системи з нижчим значенням електродного потенціалу до системи з вищим його значенням. Це означає, що в гальванічному елементі окисно-відновна реакція може самочинно відбува­тися в такому напрямку, за якого електрохімічна система з вищим значенням електродного потенціалу є окисником.

У разі безпосередньої взаємодії речовин можливий напрямок реакції збігається з її напрямком у гальванічному елементі.

 

Таблиця 2. Стандартні електродні потенціали φ298 деяких окисно-відновних систем у водних розчинах

 

Електрод Електродна реакція φo, В
Li+/Li Li+ + eˉ = Li –3,045
K+/K K+ + eˉ = K –2,924
Ba2+/Ba Ba2+ + 2eˉ = Ba –2,906
Mg2+/Mg Mg2+ + 2eˉ = Mg –2,363
Be2+/Be Be2+ + 2eˉ = Be –1,847
A13+/A1 Al3+ + 3eˉ = Al –1,663
Mn2+/Mn Mn2+ + 2eˉ = Mn –1,180
Cr3+,Cr2+/Pt Cr3+ + eˉ = Cr2+ –0,408
Se2-/Se Se + 2eˉ = Se2- –0,77
Zn2+/Zn Zn2+ + 2eˉ = Zn –0,763
Cd2+/Cd Cd2+ + 2eˉ = Cd –0,403
Ti3+, Ti2+/Pt Ti3+ + eˉ = Ti2+ –0,369
Tl+/Tl Tl+ + eˉ = Tl –0,3363
Co2+/Co Co2+ + 2eˉ = Co –0,277
Ti4+, Ti3+/Pt Ti4+ + eˉ = Ti3+ –0,04
D+/D2, Pt D+ + eˉ = 1/2 D2 –0,0034
H+/H2, Pt H+ + eˉ = 1/2 H2 0,000
Ge2+/Ge Ge2+ + 2eˉ = Ge +0,01
Rh2+/Rh Rh2+/Rh +0,60
Fe3+, Fe2+/Pt Fe3+ + eˉ = Fe2+ +0,771
Cu+/Cu Cu+ + eˉ = Cu +0,521
Iˉ/I2, Pt I2 + 2eˉ = 2I- +0,5355
Te4+/Te Te4+ + 4eˉ = Te +0,56
Br-/Br2, Pt Br2 + 2eˉ = 2Br- +1,0652
Pt2+/Pt Pt2+ + 2eˉ = Pt +1,2
Tl3+, Tl+/Pt Tl3+ + 2eˉ = Tl+ +1,25
Clˉ/Cl2, Pt Cl2 + 2eˉ = 2Cl- +1,3595
Fˉ/F2, Pt F2 + 2eˉ = 2F- +2,87
Ca2+/Ca Ca2+ + 2eˉ = Ca –2,866
Na+/Na Na+ + eˉ = Na –2,714
La3+/La La3+ + 3eˉ = La –2,522
Ti2+/Ti Ti2+ + 2eˉ = Ti –1,630
Zr4+/Zr Zr4+ + 4eˉ = Zr –1,529
V2+/V V2+ + 2eˉ = V –1,186
Cr3+/Cr Cr3+ + 3eˉ = Cr –0,744
Ga3+/Ga Ga3+ + 3eˉ = Ga –0,529
S2ˉ/S S + 2eˉ = S2- –0,51
Fe2+/Fe Fe2+ + 2eˉ = Fe –0,440
Ni2+/Ni Ni2+ + 2eˉ = Ni –0,250
Mo3+/Mo Mo3+ + 3eˉ = Mo –0,20
Sn2+/Sn Sn2+ + 2eˉ = Sn –0,136
Pb2+/Pb Pb2+ + 2eˉ = Pb –0,126
Br-/AgBr/Ag AgBr + eˉ = Ag + Brˉ +0,0732
Sn4+, Sn2+/Pt Sn4+ + 2eˉ = Sn2+ +0,15
Cu2+, Cu+/Pt Cu2+ + eˉ = Cu+ +0,153
Cu2+/Cu Cu2+ + 2eˉ = Cu +0,337
Hg22+/Hg Hg22+ + 2eˉ = 2Hg +0,788
Ag+/Ag Ag+ + eˉ = Ag +0,7991
Hg2+/Hg Hg2+ + 2eˉ = Hg +0,854
Hg2+, Hg+/Pt Hg2+ + eˉ = Hg+ +0,91
Pd2+/Pd Pd2+ + 2eˉ = Pd +0,987
Au3+/Au Au3+ + 3eˉ = Au +1,498
Ce4+, Ce3+/Pt Ce4+ + eˉ = Ce3+ +1,61
Au+/Au Au+ + eˉ = Au +1,691
Hˉ/H2, Pt H2 + 2eˉ = 2Hˉ +2,2
Clˉ|Hg2Cl2|Hg Hg2Cl2 + 2eˉ = 2Hg + 2Clˉ +0,2678

 

Якщо величини φº для окисника і відновника значно відрізняються одна від одної, то напрямок реакції повністю визначатиметься їхнім взаємним розміщенням у ряду електродних потенціалів. Якщо ж між значеннями φ° окисника і відновника різниця невелика, напрямок реакції зумовлюється впливом на електродні потенціали концентрацій відповідних речовин.

Під час перебігу окисно-відновних реакцій концентрації вихідних речовин зменшуються, а концентрації продуктів реакції збільшуються. Це приводить до зміни величини потенціалів обох напівреакцій. Електродний потенціал окисника зменшується, а електродний потенціал відновника — зростає. Стан хімічної рівноваги наступає тоді, коли потенціали обох процесів зрівнюються.

Можливість визначення напрямку перебігу окисно-відновних реакцій за допомогою табличних значень стандартних електродних потенціалів можна підтвердити таким прикладом:

 

-1 +3 0 +2

Г (р) + 2FеСl3 (р) = Г2+ 2КСl (р) + 2FеСl2 (р),

де Г = F, Сl, Вr, І.

 

Використання табличних значень φº298 ґрунтується на можливості поділу окисно-відновної реакції на дві напівреакції, кожна з яких включає окисно-відновну пару такого виду, як наведено в таблиці. Для наведеного вище прикладу слід знайти табличні значення φº298 для п’яти електродних напівреакцій:

 

3+ (р) + 1eˉ = Fе2+ (р); φº298 = +0,771 В;

F2 (г) + 1eˉ = 2Fˉ (р); φº298 = +2,87 В;

Сl2 (г) + 2eˉ = 2Сlˉ (р); φº298 = +1,359 В;

Вr2 (г) + 2eˉ = 2Вгˉ (р); φº298 = +1,065 В;

І2 (к) + 2eˉ = 2lˉ (р); φº298 = +0,536 В.

 

Запишемо цю реакцію в йонному вигляді:

 

2Гˉ (р) + 2Fе3+ (р) = Г2º + 2Fе2+ (р)

 

й обчислимо е. р. с. реакції за участю галогенідів:

 

КF Е°298 = 0,771 – 2,87 = –2,099 В;

КСl Е°298 = 0,771 – 1,359 = –0,588 В;

КВг Е°298 = 0,771 – 1,065 = –0,294 В;

КІ Е°298 = 0,771 – 0,536 = 0,235 В.

 

Як видно з обчислень, тільки калій йодид здатний відновлювати феруму(ІІІ) хлорид, оскільки його Е°298 > 0.


Читайте також:

  1. БІОЕЛЕКТРИЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ
  2. Електродні давачі рівня
  3. Електродні потенціали
  4. Природні потенціали в свердловині
  5. Природні потенціали геосистеми та їх оцінка
  6. Термодинамічні потенціали
  7. Термодинамічні потенціали




Переглядів: 2311

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Гальванічний елемент | Ряд електрохімічних потенціалів металів

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.005 сек.