41. Химические процессы, протекающие на электродах

В гальваническом элементе – анодом является электрод, погруженный в раствор с меньшой концентрацией, катодом является электрод, погруженный в раствор с большей концентрацией. Составим электрохимическую схему концентрационного гальванического элемента, образованного двумя серебряными пластинами, погруженными в растворы нитрата серебра разных концентраций С₁ и С₂ (причем С₁ < С₂):

А (–) Аg | АgNО₃ || АgNO₃ | Аg (+) К

С₁ < С₂

Процессы, протекающие на электродах:

А (–) Ag 0 – ē = Ag + окисление

К (+) Ag + + ē = Ag 0 восстановление

Поскольку анодом и катодом является один и тот же металл, то ЭДС такого элемента может быть определена по формуле:

ЭДС =

где С_k – концентрация раствора на катоде, моль/л;

С_a – концентрация раствора на аноде, моль/л.

В ходе работы такого гальванического элемента, концентрация первого раствора С₁ (С_a) будет постепенно увеличиваться, а второго раствора С₂ (С_k) уменьшаться. По уравнению ЭДС будет уменьшаться. Через некоторое время концентрации С₁ и С₂ станут одинаковыми, а ЭДС – равной нулю.

42. Основные положения координационной теории

Основные положения «Координационной теории» Вернера

1. В любом комплексном соединении есть внутренняя и внешняя сфера.Внутренняя сфера называется «комплексным ионом» и заключается в квадратные скобки. В химических реакциях или в кристаллической структуре комплексный ион выступает как самостоятельная единица: K3[Fe(CN)6] ↔ 3K+ + [Fe(CN)6]3─

2. Центральный атом внутренней сферы называется комплексообразователем (КО) или ядром комплекса. Роль комплексообразователя выполняют чаще всего катионы металлов, напр. [Fe(CN)6]3─, [Co(NH3)6]2+, реже нейтральные атомы - Ni(CO)4 или анионы - [NH4]+.

3. Ионы или молекулы, которые координируются вокруг центрального атома во внутренней сфере, называются лигандами (от латинского liganda - «то, что связано») или аддендами (от латинского addenda - «то, что добавлено»).

4. Координационное число – это число лигандов, которое удерживается комплексообразователем. Координационное число обычно бывает больше, чем степень окисления КО:

Заряд центрального иона координационного числа

+1 2

+2 4, 6

+3 6, 4

+4 8

Координационное число (к.ч.) зависит от: 1) природы КО и лигандов; 2) размеров КО и лигандов.

5.Число мест во внутренней сфере, которые занимает один лиганд, называется координационной емкостью лиганда. Монодентатный лиганд связан с комплексообразователем только одним из своих атомов: NH3, OH─.

Бидентатный лиганд – двумя атомами: CO32-, SO42-, C2O42- и т.д.

Полидентатные лиганды связаны с комплексообразователем тремя и более атомами (например, ЭДТА занимает 6 мест во внутренней сфере).

6. Заряд комплексного иона численно равен алгебраической сумме зарядов всех составляющих его ионов. С другой стороны, заряд внутренней сферы равен по абсолютному значению и противоположен по знаку заряду внешней сферы.

В целом, комплексные соединения – электронейтральны.

43. Строение комплексного соединения

Комплексное соединение – химическое вещество, в состав которого входят комплексные частицы.

Комплексообразователь – центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь – атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, иода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен; заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю.

Лиганды (Адденды) – атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образования комплексного соединения представлявшие собой молекулы (H₂O, CO, NH₃ и др.), анионы (OH^-, Cl^-, PO₄^3-др.), а также катион водорода H⁺.

Внутренняя сфера комплексного соединения – центральный атом со связанными с ним лигандами.

Внешняя сфера комплексного соединения – остальные частицы, связанные с комплексной частицей ионной или межмолекулярными связями, включая водородные.

Координационное число – число связей, образуемых центральным атомом с лигандами.