Лекция 23.11.12

Вещество, отдающее электроны – восстановитель, принимающее – окислитель

Важнейшие окислители и восстановители:

1. Металлы в свободном состоянии

2. Водород

3. Элементы, находящиеся в соединении с промежуточной степенью окисления H₂SO₄, Na₂SO₃, NaN ,

Окислители

1. Ионы водорода (кислоты)

2. Металлы, находящиеся в соединении в максимальной степени окисления(K₂Cr⁺⁶O₄)

Некоторые металлы проявляют постоянную степень окисления(Na⁺¹,K⁺¹)

Максимальная положительная степень окисления равна номеру группы в периодической системе.

Минимальная степень окисления равна номеру группы-8

Атомы в максимальной степени окисления могут быть только окислителями, в минимальной только востановителями, атомы в промежуточной степени окисления могут быть и окислителями и востановителями.

Для составления уравнения используют два метода:

1. Электронно-ионный метод

2. Метод электронного баланса

Метод электронного баланса

1. Схема

2. Степени окисления

3. Окислитель и восстановитель

4. Составляют процессы окисления и восстановления

5. Находят электронный баланс

6. Находят коэффициенты при окислители и восстановители

7. Составляют уравнение

А) окислители и восстановители

Б) к металлам

В) к неметаллам

Г) водород

Д) кислород уравнивается сам

Электро- химические процессы

1. Гальванические элементы

2. Электролиз

Электрохимические процессы- процессы, связанные с возникновением электрического тока или вызванные его воздействием.

Все электрохимические процессы связаны с ОВР

Гальванические элементы- устройства которых энергия ОВР превращается в электрический ток.

Если пространственно разделить восстановитель и окислитель и соединить их внешним проводником, то электроны пойдут по проводнику, т.е. получим ток.Электродные

Zn+CuSO₄→Zn²⁺SO₄+Cu⁰

А

Zn

Cu

CuSO₄

ZnSO₄

Электродный потенциал (φ) – разность потенциалов возникает при погружении металла в воду и в раствор соли.

При работе данного гальванического элемента протекают следующие электродные процессы:

На Аноде (-) цинк отдаёт электроны окисление

На Катоде (+) медь присоединяет электроны восстановление

Электролиз

Это совокупность окислительно-восстановительных процессов протекающих при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

При прохождении электрического тока через электролит ионы приобретают направление движение и притягиваются к противоположно заряженным электронам.

Продукты электролиза зависят от типа электродов и состояния электролита.

При электролизе растворов полярные молекулы воды также притягиваются к электродам и могут учувствовать в ОВР

Из нескольких возможных процессов протекать будет только тот, кто требует меньших затрат энергии на катоде. На катоде легче восстанавливаются частицы, обладающие большим знамением φ.

В случае электролизов раствором солей активных металлов (они обладают очень низком потенциалом на катоде идет процесс восстановления воды), если соль образована малоактивным металлом, то они обладают высоким потенциалом кислородсодержащих солей на аноде окисляется вода, если соль образована бескислородной кислотой.

При электролизе расплавов

Лекция 07.12.12

KNO₃→K⁺+NO₃

Процесс восстановления водорода

2H₂O+2e→H₂+2OH^-

2H₂O-4e→O₂+OH

NiCl₂→Ni²⁺+2Cl^-

На аноде

Cl^--2e →Cl₂

H₂O

Электролиз раствора с активным анодом

AgNO₃→Ag⁺+NO₃

Анод Ag

При электролизе солей активных металлов на катоде идёт восстановление воды.

Металлы, начиная с железа, считаются малоактивными.

Анод при электролизе растворов солей образованных кислородосодержащими кислотами, на аноде окисляется вода

Если соль образована бескислородной кислотой, то на аноде окисляется атом кислоты.

Электролиз расплава.

Некоторые соли не располагаются а дессоциируют на ионы

KI→^+↑↑tK⁺+I^-

На катоде (-) K⁺+1e→K⁰

На аноде (+) 2I^-- 2e→I₂

Законы электролиза (Фарадея)

1. Масса веществ выделяющиеся на электродах пропорциональны количеству электричества, прошедшего через электролит.

M=K*Q

2. Массы или объемы веществ выделившихся пропорциональны их химическим эквивалентам

m_1:m₂:m₃=Э₁:Э₂:Э₃

Для выделения одного элемента вещества требуется одно и то же количество электричества

M(V)=

1. Коррозия металла

2. Виды коррозии

3. Способы защиты металлов от коррозии

Коррозия – это необратимый процесс окисления металлов происходящий под действием окислителей находящихся в окружающей среде в результате металлы образуют химические соединения и меняются химические и физические свойства.

Виды коррозии

1. Химическая- возникает вследствие ОВР

Cu+O₂+H₂O+CO₃→(CuOH)₂CO₃

Fe+Cl₂→FeCl₂.

2. Электрохимические – возникает при контакте двух металлов находящихся в электролите

Между металлами образуется гальваническая пара, в которой более активный металл является анодом.

Коррозия алюминия с примесью меди на влажном воздухе

А (-)Al/Cu(+)K

На аноде (-)

Al⁰-3e→Al³⁺

Под воздействием

Способы защиты металлов:

1. изолирующие покрытия

2. электрохимическая

3. обработка коррозионной среды с целью удаления окислителей.