Контрольная работа 9.1.

1. Окислительно-восстановительная реакция ЭТО – ……..

Перечислите основные виды окислительно-восстановительных реакций.

2. Степень окисления - ……………….

Определите степени окисления элементов в следующих соединениях: N₂O₅; K₂Cr₂O₇; C₂H₅OH; N₂H₄; H₂ClO₃; O₃; Na₂AlO₃; C₄H₈; C₂H₅NO₂; Fe₃(MnO₄)₂.

3. Восстановитель ЭТО - ….. Из следующих соединений выберете только окислители, восстановители и вещества которые могут проявлять и те и другие свойства: НF; HNO₃; H₂SO₄; O₃; Na₂AlO₃; N₂O₅; K₂Cr₂O₇; Fe₃(MnO₄)₂; F₂; H₂O.

4. Red-ox потенциал это - ……… Что и как определяют Red-ox потенциалы? Запишите условие самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций.

5. Составьте электронно-ионные уравнения и расставьте коэффициенты в реакции взаимодействия K₂Cr₂O₇ с FeCl₂ в присутствии H₂SO₄.

3. Процессы в гальваническом элементе

Электрохимические процессы в гальваническом элементе это окислительно-восстановительные реакции, как правило, протекающие на поверхности металлов находящихся в водном растворе собственных ионов. При этом процессы окисления и восстановления оказываются пространственно разделенными.

1. Гетерогенные электрохимические процессы с участием металлов. Представление о металлической связи

Рассмотрим процессы, протекающие при погружении металла в раствор собственных ионов. Металлы имеют кристаллическое строение. В узлах решеток расположены ион-атомы, находящиеся в равновесии со свободными электронами:

При погружении металла в раствор начинается сложное взаимодействие металла с компонентами раствора. Наиболее важной реакцией является взаимодействие поверхностных ион-атомов металла, находящихся в узлах решетки, с полярными молекулами растворителя (воды), ориентированными у поверхности электрода. В результате указанного процесса происходит окисление металла, и его сольватированные (гидратированные) ионы переходят в раствор, оставляя в металле электроны, заряд которых не скомпенсирован положительно заряженными ионами в металле:

Me + mH₂O - ne^-↔ M^e.(_H2O₎^mn+

2. Понятие об электродном потенциале, его образование в водных растворах элекролитов

В случае если металл активный (достаточно сильный восстановитель) ионы с поверхности переходят в раствор и металл становится заряженным отрицательно, а раствор - положительно. Положительно заряженные ионы из раствора притягиваются к отрицательно заряженной поверхности металла. На границе металл - раствор возникает двойной электрический слой (рис.9.3.2).

Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным потенциалом (ЭП) и обозначается Е_Men+_/Me0. По мере перехода ионов в раствор растет отрицательный заряд поверхности металла и положительный заряд раствора, что препятствует дальнейшему окислению металла. Наряду с этой реакцией протекает обратная реакция - восстановление ионов металла до атомов.

С увеличением скачка потенциала между электродом и раствором скорость прямой реакции падает, а обратной реакции растет. При некотором значении электродного потенциала (Е_Men+_/Me0) скорость прямого процесса будет равна скорости обратного процесса. При этом устанавливается равновесие:

Me + mH₂O - ne^-↔ Me(_H2O₎^mn+

Для упрощения гидратационную воду обычно в уравнение реакции не включают и его записывают в виде:

Me + ne^-↔ M^en+

Равновесие имеет динамический характер, т.е. процессы при равновесии идут с одинаковой скоростью в прямом и обратном направлениях. Потенциал, устанавливающийся в условиях равновесия электродной реакции, называется равновесным электродным потенциалом. Абсолютные значения ЭП экспериментально определить невозможно. Однако можно определить их разность. Для характеристики электродных процессов пользуются относительными значениями ЭП. Для этого находят разность потенциалов измеряемого электрода и электрода, потенциал которого определен. Такие электроды называются электродами сравнения.