ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Понятне о коллоидных растворах из "Курс аналитической химии. Кн.1" Если пространственно отделить окислитель 01 восстановителя и затем т средством электродов, опуи енных в указанные растворы, и металлической проволоки, соединяющей электроды, замкнуть цепь, то но проволоке потечет электрический ток (поток электронов). При этом электроны движутся по внешней цепи в направлении от восстановителя к окислителю. В зоне окислителя происходит восстановление, одновременно в зоне восстановителя — окисление. На этом, принципе построен гальванический элемент, представляющий собой первичный химический источник электрического тока, в котором химическая энергия выделяется по мере течения реакции, возникающей между окислителем и восстановителем, превращается непосредственно в электрическую энергию. [c.215] Для разделения окислителя и восстановителя их можно поместить в разные сосуды, соприкасающиеся при помощи солевого сифона, или налить их в разные секции одного и того же сосуда, снабженного пористой пере10-родкой, пропускающей электрический ток, но препятствующей смешению этих растворов. [c.215] Простейший гальванический элемент состоит из двух разных металлических электродов, погруженных в соответствующий раствор электролита. [c.215] Металлическая пластинка из цинка по отношению к раствору заряжается отрицательно, так как его положительно заряженные ионы переходят в раствор, а свободные электроны остаются иа поверхности металла. [c.216] Между металлической пластинкой и раствором возникает разность потенциалов. Стремление металлов переходить в расгвор, содержащий одноименные ионы, будет тем больше, чем меньше прочность (энергия) связи между частицами металла и чем сильнее катионы удерживаются в растворе водой (гидратируются). [c.216] РазличиЕ 1е металлы обладают неодинаковой способностью к переходу в раствор в виде ионов, а образующиеся ионы характеризуются различной склонностью к гидратации. Вследствие этого устанавливающиеся равновесия указанного типа для разных металлов отличаются неодинаковой разностью потенциалов. [c.216] Например, при погружении в раствор Си304 медная пластинка заряжается положительно. Это объясняется тем, что находящиеся в растворе положительно заряженные ионы меди выделяются на поверхности металла с большей скоростью, чем ионы металла переходят в раствор. [c.216] Последнее выражение представляет собой схему реакции окисления -- восстановления. [c.217] Построение гальванических цепей можно проводить как с простыми, так и со сложными веществами. [c.217] Таким образом, движение электронов по проволоке, соединяющей звенья цепи, есть результат химической реакции, состоящей в переходе электронов 01 одних атомов или ионов к другим атомам или ионам уравнения реакций окисления —восстановления схематически выражают динамику этих процессов. [c.218] Нормальный водородный электрод. Для сравнения окислительно-восстановительной способности различных атомов и ионов составляют гальваническую цепь из испытуемой пары (например, 2п /1г]) и нормального водородного электрода (2Н /Н2). [c.218] Нормальный водородный электрод состоит из платиновой пластинки, на которую электролитически наносят слои платиновой черни. Платиновая чернь, представляющая собой платину в тонкодисперсном состоянии, обладает способностью адсорбирог.ать газообразный водород. Пластинку опускают в раствор соляной или серной кислоты с активной концентрацией ионов водорода, равной 1 г-ион/л (используется 1,25 М раствор соляной кислоты). [c.218] При концентрации ионов, равной 1 г-ион/л, давлении водорода 1 атм и температуре 18—25 °С разность потенциалов на концах цепи (платиновых полюсах) равна -г0,771 в. Такие потенциалы, измеренные при указанных условиях в паре с нормальным водородным электродом, называются нормальными окислительно-восстановительными потенциалами (см. также стр. 224). [c.219] Знак плюс у электрода означает, что электроны движутся от нейтральных молекул водорода к Ре -ионам, т. е. водород окисляется, а Ре восстанавливается. Пара Ре /Ре является положительным полюсом. Если сделать такие определения для разных пар, то получим данные, которые могут служить для сравнения окислительно-восстановительной способности различных соединений. [c.219] Это означает, что ионы водорода в данном случае являются окислителем. Измеренная разность потенциалов равна —2,34 в. Следовательно, металлический магний по отношению к паре гН /На является восстановителем. Число — 2,34 в есть мера восстановительной способности металлического магния. [c.220] Если атомы, молекулы или ионы, приведенные в правой колонке, вступают в реакции с атомами, молекулами или ионами, указанными в левой колонке и притом расположенными ниже, то первые теряют электроны (окисляются), т. е. являются восстановителями, а вторые принимают электроны (восстанавливаются), т. е. являются окислителями. [c.220] Для нахождения электродвижущей силы (э. д. с.) элемента, обусловленной данной реакцией, нужно из величины потенциала окислителя вычесть величину потенциала восстановителя, т. е. из большей величины вычесть меньшую. [c.220] Зависимость окислительно-восстановительных потенциалов от концентрации раствора. Величины окислительно-восстановительных потенциалов зависят от температуры, концентрации раствора, характера среды, комплексо-образования и других факторов. [c.224] Числовые значения окислительно-восстановительных потенциалов, приведенные в табл. 9 (см. стр. 222), получены при температуре 25 °С. Они незначительно меняются в зависимости от температуры, и ими можно пользоваться для определения направления реакции в обычных условиях. Приведенные данные действительны для случаев концентрации (точнее — активности) растворов в гальванической цепи, равной 1 г-ион/л. [c.225] Изменяя [Н 1, можно уменьшать или увеличивать окислительно-восстановительный потенциал, что дает возможность проводить желаемые реакции окисления — восстановления данных ионов в присутствии ионов других окислителей — восстановителей. [c.226] Вернуться к основной статье