-
Сказецкая Е.В.
2 «Х»
4
Вопрос по теме: « Окислительно-восстановительный потенциал. Уравнение Нернста. Окислительно-восстановительное титрование. Классификация методов окислительтно-восстановительного титрования. Возможности и недостатки этих методов».
Окислительно-восстановительный потенциал
Это мера способности химического вещества присоединять электроны (восстанавливаться). Окислительно-восстановительный потенциал выражают в милливольтах (мВ). Окислительно-восстановительный потенциал определяют как электрический потенциал, устанавливающийся при погружении платины или золота(инертный электрод) в окислительно-восстановительную среду, то есть в раствор, содержащий как восстановленное соединение(Ared), так и окисленное соединение (Aox). Если полуреакцию восстановления представить уравнением:
Aox + n·e− → Ared,;то количественная зависимость окислительно-восстановительного потенциала от концентрации (точнее активностей) реагирующих веществ выражается уравнением Нернста.
Уравнение Нернста
Если один из электродов - световозвращающий элемент, то выражение для ЭДС гальванического элемента можно представить так:
где n — число электронов в полуреакции Ох+пе = Red ;
F —постоянная Фарадея, 9,65 104 Кл; ЕОx/Red — равновесный электродный потенциал, Е0 Оx/Red -стандартный электродный потенциал полуреакции, т. е. потенциал полуреакции при аOx = аRed = 1. Это выражение названо уравнением Нернста. Если в реакции компоненты находятся в стандартном состоянии (твердые формы, газы с р=1 атм), их можно исключить из уравнения Нернста, поскольку их активности равны единице. Активности компонентов следует возвести в степени, равные стехиометрическим коэффициентам.
Часто постоянные величины объединяют в одну константу, а натуральный логарифм заменяют десятичным. Тогда при 25° С
На практике удобнее пользоваться концентрациями, а не активностями. В этом случае уравнение Нернста можно переписать, используя общие концентрации окисленной и восстановленной форм сOx и cRed. Поскольку а = γас, то уравнение Нернста :
Окислительно-восстановительное титрование:
В основе метода лежит изменение потенциала окислительно-восстановительной системы при изменении соотношения концентраций окисленной н восстановленной форм окислителя или восстановителя в процессе титрования.
Титрант (или определяемое вещество) может быть как окислителем, так и восстановителем. После добавления каждой порции титранта в растворе устанавливается равновесие и Е{ = Е2 .Поэтому в принципе безразлично, какую из двух систем использовать для расчета потенциала в данной точке. Однако удобнее рассчитывать потенциал до ТЭ по полуреакции с участием определяемого вещества, а после ТЭ — по полуреакции с участием титранта. Окислительно-восстановительное титрование возможно, если в растворе присутствует одна подходящая степень окисления определяемого компонента. В противном случае до начала титрования необходимо провести предварительное восстановление (окисление) до подходящей степени окисления.
Методы в окислительно-восстановительном титровании классифицируют в соответствии с применяемым титрованным раствором:
Перманганатометрия.
Определение основано на использовании реакций окисления раствором перманганата калия КМп04.
Возможности:
1) возможность титрования раствором КМп04 в любой среде (кислой, нейтральной, щелочной);
2) применимость растворов перманганата калия в кислой среде для определения многих веществ, которые не взаимодействуют с более слабыми окислителями;
3) стехиометричиость большинства окислительно-восстановительных реакций с участием МпО4 - — при оптимально выбранных условиях с достаточной скоростью;
4) возможность титрования без индикатора;
5) доступность перманганата калия.
Недостатки:
1) титрант КМп04 готовят как вторичный стандарт, поскольку исходный реагент — перманганат калия — трудно получить в химически чистом состоянии;
2) реакции с участием МпО4 - возможны в строго определенных условиях (рН,температура и т. д.);
3) титрование раствором КМп04 не рекомендуется проводить в присутствии Сl-, что затрудняет определение некоторых веществ, поскольку HCI часто применяют для растворения минеральных объектов.