Направление овр

В основе определения направления самопроизвольного протекания ОВР лежит правило:

F Самопроизвольно ОВР протекают всегда в сторону превращения сильного окислителя в слабый сопряженный восстановитель; сильного восстановителя в слабый сопряженный окислитель.

Восстановительный (редокс) потенциал (ОВП, _r) – количественная мера окислительно-восстановительной способности вещества.

Величина редокс-потенциала зависит от:

• природы окисленной и восстановленной формы сопряженной окислительно-восстановительной пары (ОВ пары);

• соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм данной сопряженной ОВ пары;

• температуры;

• рН (в случаях, когда в ОВР участвуют ионы Н⁺ или ОН^–).

Значения, которое принимает _r при концентрациях равных 1 моль/л всех участников процесса и температуре 298 К называется стандартным восстановительным потенциалом и обозначается  .

Способа определения абсолютного значения  не существует, поэтому пользуются относительными величинами, характеризующими потенциалы сопряженных ОВ пар относительно эталонной пары: 2Н⁺ + 2ē ((;(( Н₂, потенциал которой при стандартных условиях условно принят равным 0.

Положительное значение  имеют окислительно-восстановительные пары, в которых окисленная форма присоединяет электроны легче, чем катион водорода в эталонной паре. Отрицательное значение  имеют окислительно-восстановительные пары, в которых окисленная форма присоединяет электроны труднее, чем катионы Н⁺ в эталонной паре. Следовательно, чем больше значение  сопряженной окислительно-восстановительной пары, тем сильнее выражены ее окислительные свойства и наоборот. В таблице 5 приложения представлены значения стандартных восстановительных потенциалов.

Сопоставляя потенциалы двух сопряженных окислительно-восстановительных пар можно определить направление самопроизвольно протекающей реакции. При взаимодействии двух сопряженных окислительно-восстановительных пар окислителем всегда будет окисленная форма той пары, потенциал которой имеет более положительное значение, а восстановителем будет восстановленная форма той пары, потенциал которой имеет меньшее значение.

Условием самопроизвольного протекания ОВР является положительное значение ее ЭДС.

Е^о =  (окислителя) –  (восстановителя)

Обучающая задача

Определите, в каком направлении протекает самопроизвольно при стандартных условиях окислительно-восстановительная реакция:

Н₂SO₄ + 2HCl ((;(( Cl₂ + H₂SO₃ + H₂O.

Решение:

Определяем окислитель и восстановитель, используя значения стандартных восстановительных потенциалов (справочные данные):

 (Cl₂, 2Cl^–) = +1,36 В;  (SO , SO ) = +0,22 В.

Так как  (Cl₂, 2Cl^–) >  ^о(SO , SO ), то Cl₂ – окислитель, а SO – восстановитель. При стандартных условиях самопроизвольно протекает реакция: Cl₂ + H₂SO₃ + H₂O  H₂SO₄ + 2HCl.

ЭДС реакции: Е^о =  (ок.) –  (восст.) = +1,36 – 0,22 = +1,14 В.

Е^о > 0, следовательно, заданная ОВР самопроизвольно протекает справа налево.

Для измерения редокс-потенциалов используют окислительно-восстановительные электроды (см. стр. 46 данного пособия).