Вопрос № 23. Окислительно-восстановительные потенциалы и направления протекания овр. Соотношение м-у величинами разности окислительно-восстановительных потенциалов и изменением энергии Гиббса.

Любая электродная р-ция представляет собой окислительно-восстановительную р-цию.

Ox + e = Red катодный процесс

Red = Ox + e анодный процесс

Где Ox – окисленная форма в-ва, Red – восстановленная форма в-ва

Общее ур–е редокс-р-ции Ox + Red = Ox + Red  e

-G = nFE Процесс протекает самопроизвольно тогда, когда ЭДС соответс эл-та положительна

Sn⁴⁺ + 2e = Sn²⁺ E( Sn⁴⁺/ Sn²⁺) = +0.15 B

Fe³⁺ + e = Fe²⁺ E( Fe³⁺/ Fe²⁺) = +0.77 B

Для определения направления ок-вос р-ции необходимо рассчитать ЭДС как разность потенциалов редокси-электродов, участвующих в данном процесс. Р-ция будет протекать в направлении, в к-ом ЭДС положительна. Е = E( Fe³⁺/ Fe²⁺) - E( Sn⁴⁺/ Sn²⁺) = 0,77 -0,15 = 0,62 В восстановление

Sn²⁺ = Sn⁴⁺ + 2e процесс окисления – полуэлемент - анод

Fe³⁺ + e = Fe²⁺ процесс восстановления – полуэлемент - катод

Sn²⁺ + 2Fe³⁺ = Sn⁴⁺ + 2Fe²⁺ → 2e

Ур-е Нернста для расчета потенциала редокси-электрода: Е = Е + [RT/(nF)]*ln([Ox]/[Reg])

При [Ox] = [Reg] = 1 моль/л Е = Е. Если Е = Е [Ox] > [Reg], редокс-потенциал становится более положительным по сравнению Е. Если [Ox] < [Reg], то потенциал смещается в отрицательную сторону.

Вопрос № 24. Подбор окислителей и восстановителей с учетом стандартных окислительно-восстановительных потенциалов.

Редокс-потенциалы, измеренные по отношению к стандартному водородному электроду называются стандартными редокс-потенциалами, если активность ок-ой и вос-ой форм в р-ре = 1. Подобно ряду стандартных электродных потенциалов для Ме, существует ряд стандартных редокс-потенциалов.

В этом ряду отмечают следующие закономерности.

1. Если стандартный редокс-потенциал отрицателен, то полуэлемент по отношению водородному выступает в качестве восстановителя (окисленная форма устойчивее). Восстановительная активность тем выше, чем более отрицателен редокс-потенциал.

2. Если стандартный редокс-потенциал положителен, то полуэлемент по отношению к водородному является окислителем (устойчивее восстановленная форма). Чем положительнее, величина редокс-потенциала, тем выше окислительная активность полуэлемента.

3. С увеличением э.д.с. редокс-цепи окислительно-восстановительные реакции протекают энергичнее.

Таким образом, ряд редокс-потенциалов позволяет количественно оценить активность окислителя и восстановителя, направление и интенсивность протекания окислительно-восстановительной реакции.

Sn⁴⁺ + 2e = Sn²⁺ E( Sn⁴⁺/ Sn²⁺) = +0.15 B

Fe³⁺ + e = Fe²⁺ E( Fe³⁺/ Fe²⁺) = +0.77 B

E > 0  окислители по отношению к водороду и окислительная способность Fe³⁺ выше, чем у Sn⁴⁺

H₂ + 2e = 2H^- E( H⁰/ H^-) = -2.23 B

Cr³⁺ + e = Cr²⁺ E( Cr³⁺/ Cr²⁺) = -0.41 B

E < 0  восстановители по отношению к водороду и восстановительная способность Н выше, чем у Cr³⁺