Влияние комплексообразования на направление протекания овр

Если в результате ОВР образуются комплексные соединения, в которых роль комплексообразователя играют потенциалопределяющие ионы, то концентрация этих ионов в растворе резко уменьшается. Вследствие этого потенциалы соответствующих полуреакций изменяются, что может привести к изменению направления ОВР.

Пример 1.9.13. Определите направление протекания реакций при 25 ^оС в системах:

а) Hg + 4HBr ↔ H₂ + H₂[HgBr₄];

б) Hg + 4HI ↔ H₂ + H₂[HgI₄],

если концентрации HBr и HI в растворах равны 2 моль/дм³, концентрации ионов [HgBr₄]^2– и [HgI₄]^2– составляют 1 моль/ дм³, давление водорода равно 101,325 кПа.

Решение.

1. Рассчитаем концентрацию катионов Hg²⁺, образующихся в результате диссоциации анионов [HgBr₄]^2–. При этом допускаем, что общая концентрация ионов Br^– в растворе равна концентрации HBr и составляет 2 моль/дм³:

K_нест ([HgBr₄]^2–)= .

Отсюда:

2. Рассчитаем равновесный потенциал при данной концентрации ионов Hg²⁺:

3. Рассчитаем потенциал , допустив, что концентрация ионов Н⁺ равна концентрации HI и составляет 2 моль/дм³:

4. Определим направление протекания реакции а). Поскольку в данном случае более высоким является потенциал ртути, то ионы Hg²⁺ (образовавшиеся из [HgBr₄]^2–) окисляют молекулы водорода и реакция а) протекает справа налево.

5. Рассчитаем концентрацию ионов Hg²⁺, образующихся в результате диссоциации ионов [HgI₄]^2–. При этом допускаем, что общая концентрация ионов I^– в растворе равна концентрации HI и составляет 2 моль/дм³:

K_нест [HgI₄]^2– = .

Отсюда:

6. Рассчитаем равновесный потенциал при данной концентрации ионов Hg²⁺:

7. Определим направление протекания реакции б). Поскольку в данном случае более высоким является значение потенциала , то ионы H⁺ окисляют ртуть и реакция б) протекает слева направо.

По этой же причине медь вытесняет водород из водных растворов цианидов.

Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Что такое степень окисления а. ч.? Какие значения она может принимать? Чему равна сумма степеней окисления атомов в молекуле; в ионе?

2. Какие реакции относятся к окислительно-восстановительным?

3. В чем заключаются с точки зрения электронной теории процессы окисления и восстановления? Как изменяются значения степеней окисления атомов в результате этих процессов?

4. Как зависят окислительно-восстановительные свойства веществ от значений степеней окисления а. ч., входящих в их состав?

5. Перечислите типичные восстановители.

6. Какие вещества являются типичными окислителями?

7. Приведите примеры веществ, которые в зависимости от условий могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? Как это можно объяснить?

8. Как классифицируются окислительно-восстановительные реакции? Чем отличаются реакции межмолекулярного окисления-восстановления от реакций внутримолекулярного окисления-восстановления; реакции диспропорционирования от реакций конпропорционирования?

9. Что является количественной характеристикой окислительно-восстановительных свойств веществ? Что представляет собой стандартный электродный (окислительно-восстановительный) потенциал?

10. Какие потенциалы называются равновесными? Как они связаны со стандартными электродными потенциалами? От каких факторов зависит величина равновесного потенциала?

11. Как связаны окислительно-восстановительные свойства веществ со значениями электродных потенциалов соответствующих полуреакций?

12. Как оценивается принципиальная возможность протекания ОВР в указанном направлении?

13. Как определяется направление протекания ОВР?

14. Как можно определить наиболее вероятную ОВР из нескольких возможных реакций?

15. Какова зависимость константы химического равновесия ОВР от значений электродных потенциалов полуреакций?

16. Какие факторы оказывают влияние на направление протекания ОВР? Охарактеризуйте влияние каждого из них.

17. Какова роль окислительно-восстановительных реакций в процессах жизнедеятельности?

18. В чем заключается принципиальное отличие ОВР, протекающих в живых организмах, от ОВР, протекающих в неживой природе?