ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Окислительно-восстановительные реакции из "Качественный химический полумикроанализ" Для выделения энергии в виде электрической энергии должны быть выполнены два условия а) необходимо предотвратить смешивание реагирующих растворов б) необходимо обеспечить перемещение электронов от восстановителя к окислителю с помощью проводника, находящегося вне растворов. Такое устройство имеется во всех гальванических элементах. [c.104] Окислительный потенциал. Опыт показывает, что Ре может окислить 5п++, но не СГ. С другой стороны, Мп04 может окислить не только 8п , но и СГ. Следовательно, ион МпО более сильный окислитель, чем Ре . Так как окислительная энергия окислителя зависит от его способности принимать электроны, то можно сказать, что МпО принимает электроны с большей энергией, чем Ре + . Это можно выразить, говоря, что МпО имеет более высокий окислительный потенциал, чем Ре . Ясно, что если бы удалось измерить окислительные потенциалы всех окислителей, то можно бы расположить их в определенном порядке соответственно их энергии. Такая таблица дала бы возможность предсказать, окислит ли данный окислитель данный восстановитель. [c.104] Если водород пропускать в раствор иона Ре++ в присутствии платины, которая действует как катализатор, ферри-ион восстановится в ферро-ион, а газ Нг окислится в ион Н+. При этих условиях энергия выделяется в виде тепла. Подобно большинству реакций окисления-восстановления эту реакцию можно осуществить в элементе так, чтобы она явилась источником электрического тока. Э. д. с. такого элемента будет мерой окислительного потенциала Ре по отношению к водороду. [c.104] В этом элементе возникнет электрический ток, так как окислитель Fe берет электроны с платинового электрода с большей энергией, чем HsO при тех же условиях. Поэтому вне элемента возникнет поток электронов, движущ,ийся от водородного электрода к электроду, погруженному в раствор соли трехвалентного железа. Э. д. с. этого элемента равна алгебраической разности потенциалов двух полуэлементов. Так как ни один из этих потенциалов не может быть измерен отдельно, необходимо выбрать один из них за единицу сравнения и измерять другой по отношению к нему. Обычно за единицу сравнения принимают водородный электрод, погруженный в молярный раствор НзО+, и его потенциал условно считают равным нулю. Э. д. с. указанного элемента при этих условиях представляет собой окислительный потенциал иона Fe , так как она является мерой способности этого иона принимать электроны. [c.105] Нормальный водородный электрод состоит из кусочка платиновой фольги, покрытой электролитическим способом слоем платиновой черни. Последняя обладает свойством конденсировать на своей поверхности много водорода следовательно, фольга действует так, как если бы она состояла полностью из Нг, т. е. действует как водородный электрод. Платиновая фольга погружена в раствор НС1, молярный по отношению к НзО+. Газ Нг пропускают над фольгой при давлении I ат, и он выходит через отверстие внизу трубки, как показано на рис. 8. Таким образом, фольга постоянно насыщена водородом. [c.105] ЭТОГО элемента равна 0,75 в. Так как платиновая пластинка, погрзокенная в раствор, содержащий ионы Ре и Ре+ , заряжается положительно, то можно сказать, что этот электрод на +0,75 в более положителен, чем водородный электрод, или можно просто считать, что нормальный окислительный потенциал иона Ре равен +0,75 в, так как потенциал водородного электрода условно принят равным нулю. Следовательно, знак потенциала соответствует знаку заряда электрода. [c.107] В этом и аналогичных случаях сам металл служит электродом вместе яатины. [c.108] Этот ряд правилен только в том случае, если концентрации окисленной и восстановленной форм системы равны. Согласно табл. 6 каждый окислитель будет окислять любой восстановитель, находящийся в этом ряду выше его. Также и любой восстановитель может восстановить любой окислитель, стоящий ниже его (табл. 6). Так, хлор может окислить Вг , Fe++, J и HaS ион Ре может окислить J , но не окисляет С1 и Вг . Или иначе, Ре может восстановить Вгг и С1г и не восстанавливает Лг. Окислительный потенциал системы Ре++ Ре больше окислительного потенциала системы Ja, 2J . Поэтому Ре переходит в Ре++, т. е. берет электроны у 2J , которые образуют Ja. Аналогично этому окислительный потенциал системы Ск 2С1 больше окислительного потенциала Ре+ Ре++ поэтому СЬ переходит в 2С1, беря 2 электрона у 2Ре , переходящих при этом в 2Ре . Ясно, что Fe не может окислить Вг или С1 , потому что окислительный потенциал системы Pe iFe++ меньше окислительного потенциала системы Вг21 2Вг и С1а 2С1 . [c.108] Уравнение (5) имеет большое значение для химика, так как с его помощью можно не только вычислить Е, если известны Сг и Са, но, измерив Е и зная одну из величин С1 или Сз, вычислить другую. [c.109] Величина константы показывает, что числитель в уравнении (1) значительно больше знаменателя значит, в основном реакция ндет слева направо. [c.110] Медь будет растворяться, а цинк выделяться на раствора до установления такого отношения концентраций ионов Zn + и Си++, которое определяется константой равновесия. [c.111] Вернуться к основной статье