SlideShare a Scribd company logo

лек. 16 овр. сэп

1 of 27
Download to read offline
Окислительно-восстановительная реакция –
это такая реакция, в которой в результате
переноса электронов от восстановителя к
окислителю образуется новый окислитель и
новый восстановитель.
В реакции участвуют две сопряженные
окислительно-восстановительные пары: одна
состоит из исходного окислителя и его
восстановленной формы, а другая – из
исходного восстановителя и его окисленной
формы
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
РЕАКЦИИ
Лекция № 16
1. Межмолекулярные реакции:
KMnO4 + 8HCl → MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O
HIO3 + H2O2 → I2 + O2 + H2O
Na2SO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 +
H2O
2. Внутримолекулярные реакции:
(NH4)2CrO7 → N2 + Cr2O3 + H2O
3. Реакции диспропорционирования:
2H2MnO4 → HMnO4 + MnO2
KOH + Cl2 → KCl + KClO3
HNO2 + HNO2 → HNO3 + NO + H2O
4. Реакции конпропорционирования:
KMnO4 + MnSO4 + H2O → MnO2 + K2SO4 + H2SO4
УРАВНИВАНИЕ РЕАКЦИЙ
ОКИСЛЕНИЯ-ВОССТАНОВЛЕНИЯ
Если на получение результата, вы затратите менее 3
минут, можете считать, что вы хорошо владеете
техникой составления уравнений ОВР.
Пример. Попробуйте уравняйте реакцию между
тиоцианатом меди(I) и иодатом калия в растворе,
содержащем соляную кислоту:
CuSCN (тв.) + IO3
–
= Cu2+
+ SO4
2–
+ HCN(водн.) + ICl2
В противном случае внимательно прослушайте
и запишите то, что будет изложено ниже.
В общем случае для того чтобы составить уравнение
любой окислительно-восстановительной реакции,
необходимо произвести следующие действия:
УРАВНИВАНИЕ ОВР
1. Разделить суммарное уравнение на две
полуреакции: полуреакцию окисления и
полуреакцию восстановления. Как это сделать,
почти всегда очевидно. Одна из двух полуреакций
должна включать окислитель и его восстановленную
форму, другая - восстановитель и его окисленную
форму.
2. Уравнять отдельно обе полуреакции, используя
молекулы воды для уравнивания числа атомов
кислорода, ионы водорода — для уравнивания
числа атомов водорода, электроны — для
уравнивания электрических зарядов, затем добавить
гидроксид-ионы для связывания ионов водорода,
если реакция идет в нейтральном или щелочном
растворе;
3. Объединить уравнения двух полуреакций так,
чтобы в одной из них высвобождалось столько
же электронов, сколько их расходуется в
другой.
УРАВНИВАНИЕ ОВР
Рассмотрим эти действия более подробно на
примере реакции окисления сульфита натрия
перманганатом калия в сернокислой среде:
АЛГОРИТМ
СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ОВ-реакций.
SO3
2–
+ MnO4
–
+ H2SO4 SO3
2–
+ Mn2+
•••
1. Определить восстановитель и окислитель и
разделить уравнение на две полуреакции: полу-
реакцию окисления и полуреакцию восста-
новления:
SO3
2–
SO4
2–
MnO4
–
Mn2+
УРАВНИВАНИЕ ОВР

Recommended

лек. 17 гальванические элементы
лек. 17 гальванические элементылек. 17 гальванические элементы
лек. 17 гальванические элементыАркадий Захаров
 
лек. 16 17 электродные потенциалы
лек. 16 17 электродные потенциалылек. 16 17 электродные потенциалы
лек. 16 17 электродные потенциалыАркадий Захаров
 
Электрохимия I часть (рус)
Электрохимия I часть (рус)Электрохимия I часть (рус)
Электрохимия I часть (рус)kassy2003
 
Классификация реакций и реагентов в органической химии.
Классификация реакций и реагентов в органической химии.Классификация реакций и реагентов в органической химии.
Классификация реакций и реагентов в органической химии.Аркадий Захаров
 
Вторичные химические источники тока
Вторичные химические источники токаВторичные химические источники тока
Вторичные химические источники токаolegkozaderov
 

More Related Content

What's hot

Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...
Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...
Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...ozlmgouru
 
Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.
Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.
Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.ozlmgouru
 
л. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-й
л. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-йл. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-й
л. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-йАркадий Захаров
 
Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.
Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.
Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.Аркадий Захаров
 
Солевые первичные химические источники тока
Солевые первичные химические источники токаСолевые первичные химические источники тока
Солевые первичные химические источники токаolegkozaderov
 
окислительно восстановительные реакции
окислительно восстановительные реакцииокислительно восстановительные реакции
окислительно восстановительные реакцииAlex Sarsenova
 
лек. 6 периодичность свойств хэ
лек. 6 периодичность свойств хэлек. 6 периодичность свойств хэ
лек. 6 периодичность свойств хэАркадий Захаров
 
гдз. физика 11кл касьянов 2002 -122с
гдз. физика 11кл касьянов 2002 -122сгдз. физика 11кл касьянов 2002 -122с
гдз. физика 11кл касьянов 2002 -122сИван Иванов
 
Gdz fizika kasyamova_2002
Gdz fizika kasyamova_2002Gdz fizika kasyamova_2002
Gdz fizika kasyamova_2002Lucky Alex
 

What's hot (17)

Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...
Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...
Углеводороды.Реакции радикального замещения и присоединения. Галогенсодержащи...
 
Алкены
АлкеныАлкены
Алкены
 
Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.
Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.
Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.
 
л. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-й
л. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-йл. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-й
л. (4 5). типы реакций и реагентов. теория хим.ре-й
 
Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.
Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.
Типы реакций и реагентов. Теория химических реакций.
 
Солевые первичные химические источники тока
Солевые первичные химические источники токаСолевые первичные химические источники тока
Солевые первичные химические источники тока
 
Stroenieatomov
StroenieatomovStroenieatomov
Stroenieatomov
 
лекция 7 8
лекция 7 8лекция 7 8
лекция 7 8
 
окислительно восстановительные реакции
окислительно восстановительные реакцииокислительно восстановительные реакции
окислительно восстановительные реакции
 
Основные положения органической химии
Основные положения органической химииОсновные положения органической химии
Основные положения органической химии
 
Алканы - 1.
Алканы - 1.Алканы - 1.
Алканы - 1.
 
лек. 6 периодичность свойств хэ
лек. 6 периодичность свойств хэлек. 6 периодичность свойств хэ
лек. 6 периодичность свойств хэ
 
сера
серасера
сера
 
гдз. физика 11кл касьянов 2002 -122с
гдз. физика 11кл касьянов 2002 -122сгдз. физика 11кл касьянов 2002 -122с
гдз. физика 11кл касьянов 2002 -122с
 
Gdz fizika kasyamova_2002
Gdz fizika kasyamova_2002Gdz fizika kasyamova_2002
Gdz fizika kasyamova_2002
 
Ароматические углеводороды
Ароматические углеводородыАроматические углеводороды
Ароматические углеводороды
 
алканы
алканыалканы
алканы
 

Similar to лек. 16 овр. сэп

классификация химических реакций
классификация химических реакцийклассификация химических реакций
классификация химических реакцийhtub yfcf
 
Первичные химические источники тока
Первичные химические источники токаПервичные химические источники тока
Первичные химические источники токаolegkozaderov
 
ион алмасу
ион алмасуион алмасу
ион алмасуGulzary
 
Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.
Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.
Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.Петрова Елена Александровна
 
Классификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химииКлассификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химииАркадий Захаров
 
Классификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химииКлассификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химииАркадий Захаров
 
л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)
л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)
л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)Аркадий Захаров
 
классификация химических реакций
классификация химических реакцийклассификация химических реакций
классификация химических реакцийtatiankap
 
10-11 класс. Химическая кинетика
10-11 класс. Химическая кинетика10-11 класс. Химическая кинетика
10-11 класс. Химическая кинетикаozlmgouru
 
окислительно восстановительные+реакции
окислительно восстановительные+реакцииокислительно восстановительные+реакции
окислительно восстановительные+реакцииАлена Важева
 
лек. 15 теория кислот и оснований
лек. 15 теория кислот и основанийлек. 15 теория кислот и оснований
лек. 15 теория кислот и основанийАркадий Захаров
 
Классификация химических реакций
Классификация химических реакцийКлассификация химических реакций
Классификация химических реакцийNickEliot
 

Similar to лек. 16 овр. сэп (20)

Лекция № 5. Основы электрохимии
Лекция № 5. Основы электрохимииЛекция № 5. Основы электрохимии
Лекция № 5. Основы электрохимии
 
Him Reak
Him ReakHim Reak
Him Reak
 
классификация химических реакций
классификация химических реакцийклассификация химических реакций
классификация химических реакций
 
Первичные химические источники тока
Первичные химические источники токаПервичные химические источники тока
Первичные химические источники тока
 
ион алмасу
ион алмасуион алмасу
ион алмасу
 
Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.
Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.
Химические реакции. Составление уравнений химических реакций.
 
Классификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химииКлассификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химии
 
Классификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химииКлассификация реакций и реагентов в органической химии
Классификация реакций и реагентов в органической химии
 
л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)
л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)
л.4 классификация реакций и реагентов в орг. химии (исправлен)
 
классификация химических реакций
классификация химических реакцийклассификация химических реакций
классификация химических реакций
 
13420 (1).ppt
13420 (1).ppt13420 (1).ppt
13420 (1).ppt
 
13420.ppt
13420.ppt13420.ppt
13420.ppt
 
10-11 класс. Химическая кинетика
10-11 класс. Химическая кинетика10-11 класс. Химическая кинетика
10-11 класс. Химическая кинетика
 
лек. 12 хим. равновесие
лек. 12 хим. равновесиелек. 12 хим. равновесие
лек. 12 хим. равновесие
 
Ovr
OvrOvr
Ovr
 
окислительно восстановительные+реакции
окислительно восстановительные+реакцииокислительно восстановительные+реакции
окислительно восстановительные+реакции
 
лек. 15 теория кислот и оснований
лек. 15 теория кислот и основанийлек. 15 теория кислот и оснований
лек. 15 теория кислот и оснований
 
Классификация химических реакций
Классификация химических реакцийКлассификация химических реакций
Классификация химических реакций
 
лекция 3 экв нт. определ м(r), a
лекция 3 экв нт. определ м(r), aлекция 3 экв нт. определ м(r), a
лекция 3 экв нт. определ м(r), a
 
вод пок
вод поквод пок
вод пок
 

More from Аркадий Захаров

лекция 2 основные понятия и законы химии
лекция 2 основные понятия и законы химиилекция 2 основные понятия и законы химии
лекция 2 основные понятия и законы химииАркадий Захаров
 
лек. 14 растворы электролитов
лек. 14 растворы электролитовлек. 14 растворы электролитов
лек. 14 растворы электролитовАркадий Захаров
 
лек. 10 энергетика хим. реакций
лек. 10 энергетика хим. реакцийлек. 10 энергетика хим. реакций
лек. 10 энергетика хим. реакцийАркадий Захаров
 
лек. 9 полярн. ков. связи. типы кр
лек. 9 полярн. ков. связи. типы крлек. 9 полярн. ков. связи. типы кр
лек. 9 полярн. ков. связи. типы крАркадий Захаров
 
лек. 8 гибриддизация. теория овэп
лек. 8 гибриддизация. теория овэплек. 8 гибриддизация. теория овэп
лек. 8 гибриддизация. теория овэпАркадий Захаров
 
лек. 01 химич.знаки,формулы, уравнения
лек. 01 химич.знаки,формулы, уравнениялек. 01 химич.знаки,формулы, уравнения
лек. 01 химич.знаки,формулы, уравненияАркадий Захаров
 

More from Аркадий Захаров (20)

вводная лекция
вводная лекциявводная лекция
вводная лекция
 
лекция 2 основные понятия и законы химии
лекция 2 основные понятия и законы химиилекция 2 основные понятия и законы химии
лекция 2 основные понятия и законы химии
 
лекция 1
лекция 1лекция 1
лекция 1
 
лек. 14 растворы электролитов
лек. 14 растворы электролитовлек. 14 растворы электролитов
лек. 14 растворы электролитов
 
лек. 13 растворы
лек. 13 растворылек. 13 растворы
лек. 13 растворы
 
лек. 11 скорость реакции
лек. 11 скорость реакциилек. 11 скорость реакции
лек. 11 скорость реакции
 
лек. 10 энергетика хим. реакций
лек. 10 энергетика хим. реакцийлек. 10 энергетика хим. реакций
лек. 10 энергетика хим. реакций
 
лек. 9 полярн. ков. связи. типы кр
лек. 9 полярн. ков. связи. типы крлек. 9 полярн. ков. связи. типы кр
лек. 9 полярн. ков. связи. типы кр
 
лек. 8 гибриддизация. теория овэп
лек. 8 гибриддизация. теория овэплек. 8 гибриддизация. теория овэп
лек. 8 гибриддизация. теория овэп
 
лек. 7 хим. связь
лек. 7 хим. связьлек. 7 хим. связь
лек. 7 хим. связь
 
лек. 5 строение атома ч.2
лек. 5 строение атома ч.2лек. 5 строение атома ч.2
лек. 5 строение атома ч.2
 
лек. 4 строение атома ч.1
лек. 4 строение атома ч.1лек. 4 строение атома ч.1
лек. 4 строение атома ч.1
 
лек. 01 химич.знаки,формулы, уравнения
лек. 01 химич.знаки,формулы, уравнениялек. 01 химич.знаки,формулы, уравнения
лек. 01 химич.знаки,формулы, уравнения
 
л. химическая кинетика
л. химическая кинетикал. химическая кинетика
л. химическая кинетика
 
л. 15 решение задач
л. 15 решение задачл. 15 решение задач
л. 15 решение задач
 
кластеры
кластерыкластеры
кластеры
 
пз элек. формулы без таблицы
пз элек. формулы без таблицыпз элек. формулы без таблицы
пз элек. формулы без таблицы
 
лек. 23 viiia элементы
лек. 23 viiia   элементылек. 23 viiia   элементы
лек. 23 viiia элементы
 
лек. 22 pt ноиды
лек. 22 pt ноидылек. 22 pt ноиды
лек. 22 pt ноиды
 
лек. 21 fe.co.ni
лек. 21 fe.co.niлек. 21 fe.co.ni
лек. 21 fe.co.ni
 

лек. 16 овр. сэп

  • 1. Окислительно-восстановительная реакция – это такая реакция, в которой в результате переноса электронов от восстановителя к окислителю образуется новый окислитель и новый восстановитель. В реакции участвуют две сопряженные окислительно-восстановительные пары: одна состоит из исходного окислителя и его восстановленной формы, а другая – из исходного восстановителя и его окисленной формы ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ
  • 2. Лекция № 16 1. Межмолекулярные реакции: KMnO4 + 8HCl → MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O HIO3 + H2O2 → I2 + O2 + H2O Na2SO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 2. Внутримолекулярные реакции: (NH4)2CrO7 → N2 + Cr2O3 + H2O 3. Реакции диспропорционирования: 2H2MnO4 → HMnO4 + MnO2 KOH + Cl2 → KCl + KClO3 HNO2 + HNO2 → HNO3 + NO + H2O 4. Реакции конпропорционирования: KMnO4 + MnSO4 + H2O → MnO2 + K2SO4 + H2SO4
  • 3. УРАВНИВАНИЕ РЕАКЦИЙ ОКИСЛЕНИЯ-ВОССТАНОВЛЕНИЯ Если на получение результата, вы затратите менее 3 минут, можете считать, что вы хорошо владеете техникой составления уравнений ОВР. Пример. Попробуйте уравняйте реакцию между тиоцианатом меди(I) и иодатом калия в растворе, содержащем соляную кислоту: CuSCN (тв.) + IO3 – = Cu2+ + SO4 2– + HCN(водн.) + ICl2 В противном случае внимательно прослушайте и запишите то, что будет изложено ниже.
  • 4. В общем случае для того чтобы составить уравнение любой окислительно-восстановительной реакции, необходимо произвести следующие действия: УРАВНИВАНИЕ ОВР 1. Разделить суммарное уравнение на две полуреакции: полуреакцию окисления и полуреакцию восстановления. Как это сделать, почти всегда очевидно. Одна из двух полуреакций должна включать окислитель и его восстановленную форму, другая - восстановитель и его окисленную форму.
  • 5. 2. Уравнять отдельно обе полуреакции, используя молекулы воды для уравнивания числа атомов кислорода, ионы водорода — для уравнивания числа атомов водорода, электроны — для уравнивания электрических зарядов, затем добавить гидроксид-ионы для связывания ионов водорода, если реакция идет в нейтральном или щелочном растворе; 3. Объединить уравнения двух полуреакций так, чтобы в одной из них высвобождалось столько же электронов, сколько их расходуется в другой. УРАВНИВАНИЕ ОВР
  • 6. Рассмотрим эти действия более подробно на примере реакции окисления сульфита натрия перманганатом калия в сернокислой среде: АЛГОРИТМ СОСТАВЛЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ОВ-реакций. SO3 2– + MnO4 – + H2SO4 SO3 2– + Mn2+ ••• 1. Определить восстановитель и окислитель и разделить уравнение на две полуреакции: полу- реакцию окисления и полуреакцию восста- новления: SO3 2– SO4 2– MnO4 – Mn2+ УРАВНИВАНИЕ ОВР
  • 7. 2. Уравнять обе полуреакции: 2.1 Уравнять число атомов каждого элемента, кроме кислорода и водорода в обеих частях уравнения; 2.2 Уравнять число атомов кислорода, добавляя молекулы воды к той части уравнения полуреакции, где атомов килорода меньше: SO3 2– + Н2 О SO4 2– MnO4 – Mn2+ + 4Н2 О 2.3 Уравнять число атомов водорода, используя для этого протоны Н+ : SO3 2– + Н2 О SO4 2– + 2Н+ MnO4 – + 8Н+ Mn2+ + 4Н2 О УРАВНИВАНИЕ ОВР
  • 8. 2.4 Уравнять заряды ионов в обеих частях полуреакций, добавляя электроны к той части уравнения, где суммарный заряд положительных ионов больше: УРАВНИВАНИЕ ОВР SO3 2– + Н2 О – 2е– SO4 2– + 2Н+ MnO4 – + 8Н+ + 5е– Mn2+ + 4Н2 О 2.5. Если реакция идет в нейтральной или щелочной среде, избавиться от протонов (Н+), добавляя к каждой части реакции соответствующее число ионов ОН–, и объединить их в молекулы воды: Н+ + ОН– = Н2О
  • 9. 2.6 Сложить обе полуреакции так, чтобы число отдаваемых электронов было равно числу принимаемых электронов: УРАВНИВАНИЕ ОВР 5 SO3 2– + Н2 О – 2е– SO4 2– + 2Н+ 2 MnO4 – + 8Н+ + 5е– Mn2+ + 4Н2 О 5SO3 + 2MnO4 + 16Н+ + 5Н2О = 5SO4 + 2Mn + 10Н+ + 8Н2О 2– – 2– 2+ Получим сокращенное ионное уравнение реакции.
  • 10. 3. От сокращенного ионного уравнения переходим к полному. Для этого к каждому иону в левой части уравнения подбираем противоион (см. исходные вещества), чтобы получились нейтральные соединения. Затем добавляем те же самые и в том же количестве ионы в правую часть: УРАВНИВАНИЕ ОВР 5SO3 + 2MnO4 + 16Н+ + 5Н2О = 5SO4 + 2Mn + 10Н+ + 8Н2О 2– – 2– 2+ 10Na+ 2K+ 3SO4 2– 10Na+ 2K+ 3SO42– 5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3Н2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + + K2SO4 + 3H2O 4. Объединяем ионы в молекулы и получаем окончательное уравнение:
  • 11. ЭЛЕКТРОДНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ. УРАВНЕНИЕ НЕРНСТА Количественной мерой способности окисленной формы окислительно–восстановительной пары при- соединять электроны и стремление восстанов- ленной формы отдавать их служит электродный потенциал (ЭП). ЭП зависит от природы ОВ – пары, концентрации окисленной [Ox] и восстановленной [Red] форм вещества, температуры и описывается уравне- нием Нернста: Н+ (p) + ē 1/2 Н2 (г) ZF φ = φº + [Ox]RT [Red] ln где φº – стандартный электродный потенциал Значения φº берутся относительно системы: φºН+/½ Н2 = 0
  • 12. CuZn Cu2+ Zn2+ CuSO4ZnSO4 Me + nH2O [Me(H2O)n] Z+ + Z ē Me Me Z+ + Z ē или
  • 13. Zn Zn 2+ + 2 ē / φº 298 = – 0,76 B/ Cu Cu 2+ + 2 ē / φº 298 = + 0,34 B/ RT [Ox] φ = φº + ln R = 8,31 Дж/(моль∙К) ZF [Red] Т = tº + 273 F = 96500 Кл 0,059 φ = φº + ln [MeZ+ ] Z Z – число электронов
  • 14. Pt | Н2 (г.) | Н+ (водн.) || М2+ (водн.) | М(тв.) Электродный потенциал полуэлемента - это электродвижущая сила (э.д.с.) гальванического элемента, в схематической записи которого слева находится водородный электрод, а справа - рассматриваемый электрод (полуэлемент). Для электрода М2+ (водн.)/М такой гальванический элемент изображается схемой
  • 15. Равновесие: H+ + 2 ē = Н2 φºН+ / ½ Н2 = 0 [H+ ] = 1 моль/л а[H+] = 1 Р = 101,3 кПа
  • 16. Таблица стандартных электродных потенциалов некоторых окислительно – восстановительных систем. Уравнение электродного процесса Стандартный потенциал Eº при 25ºС, В Na+ + ē = Na Mg2+ + 2ē = Mg Al3+ + 3ē = Al Zn2+ + 2ē = Zn Fe2+ + 2ē = Fe Ni2+ + 2ē = Ni 2 H+ + 2ē = H2 Ag+ + ē = Ag NO3 – + 4 H+ + 3ē = NO + H2O Br2 + 2ē = 2 Br– MnO2 + 4 H+ + 2ē = Mn2+ + 2 H2O Cl2 + 2ē = 2 Cl– MnO4 – + 8 H+ + 5ē = Mn2+ + 4 H2O F2 + 2ē = 2 F– -2,714 -2,363 -1,663 -0,763 -0,44 -0,25 0 0,8 0,96 1,07 1,23 1,36 1,51 2,87
  • 17. Окисленная Восстановленная Eº форма форма 2 MnO4 – + 8 H+ + 5 ē = Mn2+ + 4 H2O 1,51 5 Br2 + 2 ē = 2 Br– 1,07 2 MnO4 – + 10 Br– + 16 H+ 2 Mn2+ + 5 Br2 + 8 H2O НАПРАВЛЕНИЕ ПРОТЕКАНИЯ ОВР Знание стандартных потенциалов пар, участву- ющих в окислительно-восстановительной реакции, позволяет оценить возможность протекания реакции в выбранном направении.
  • 18. 11. ЭЛЕКТРОЛИЗ. ЗАКОН ФАРАДЕЯ Электролизом называются окислительно- восстановительные реакции, протекающие на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор электролита или его расплав. При этом на катоде происходит процесс восстановления — присоединения окислителем электронов из электрической цепи, а на аноде — окислительный процесс — переход электронов от восстановителя в электрическую цепь. Таким образом, в процессах электролиза катод выполняет функцию восстановителя, а анод — окис- лителя.
  • 19. 1. Ионы металлов с малой алгебраической величиной стандартного потенциала — от Li+ до Аl3+ включительно не восстанавливаются из растворов, а в место них восстанавливаются ионы Н+ из воды по схеме: 11. ЭЛЕКТРОЛИЗ. ЗАКОН ФАРАДЕЯ 2НОН + 2е- = Н2 + 2ОН- 2. Катионы металлов с положительными значениями стандартных потенциалов (Cu2+ , Ag+, Hg2+ и др.) обладают большей тенденцией к присоединению электронов по сравнению с ионами Н+ и при электролизе практически полностью восстанавли- ваются из водных растворов их солей.
  • 20. 3. При электролизе водных растворов солей металлов Zn, Fe, Сd, Ni и др., занимающих в ряду напряжений среднее положение между пере- численными группами, восстанавливаются на катоде вместе с ионами водорода из воды. 11. ЭЛЕКТРОЛИЗ. ЗАКОН ФАРАДЕЯ 4. При электролизе водных растворов НСl, HBr, HI или их солей на аноде происходит окисление галогенид-иона по схеме 2Х- - 2е- = Х2 (здесь X — Сl- , Вг- , I- ). При электролизе же водных растворов сульфатов , нитратов, фосфатов (NO3 - , SO4 2- , PО4 3- и др.) и т. п. функцию восстановителя выполняют ионы ОН , окисляясь при этом по схеме 4НОН - 4е- = 2Н2О + О2 + 4Н+
  • 21. ЗАКОН ФАРАДЕЯ Процессы электролиза подчиняются закону. Фарадея, согласно которому масса электролита, подвергшаяся химическому превращению, а также массы веществ, выделившиеся на электродах, прямо пропорциональны количеству протекшего через электролит электричества и химическим эквивалентам веществ: где m — масса электролита, подвергшаяся химическому превращению, или масса веществ — продуктов электролиза, выделившихся на электродах; Э — эквивалентная масса вещества; I — сила тока, A; t — продолжительность электролиза, с; F — число Фарадея — 96 500 кулонов (Кл). т= ЭIt / Е,
  • 22. ЗАКОН ФАРАДЕЯ Анализ этой формулы позволяет сделать следу- ющие выводы. 1. Если I∙t = 96 500 Кл, то т = Э. Для химического превращения 1 эквивалента электролита необходимо пропустить через электролит 96 500 кЛ, или 26,8 А • ч (1 А • ч = 3600 Кл) электричества. 2. Если It = 1Кл, то m=Э/F. Отношение Э/F, называемое электрохимическим эквивалентом, представляет собой массу электролита, подвергшуюся химическому превращению, и массу продуктов электролиза, выделившихся на электродах при прохождении через электролит 1 кЛ электричества.
  • 23. ЗАКОН ФАРАДЕЯ 3. При прохождении одного и того же количества электричества через ряд электролитов массы веществ, восстановившихся на катоде и окислившихся на аноде, пропорциональны их химическим эквивалентам. Пример 1. Ток силой в 5А проходил в течение 1 ч через разбавленный раствор Н2SО4. Вычислить массу разложившейся воды и объемы водорода и кислорода, выделившихся на электродах (0°С и 101,3 кПа).
  • 24. ЗАКОН ФАРАДЕЯ Решение. Количество электричества, протекающее через электролит, составляет 5 А • ч, или 3600 • 5 = 18 000 Кл. Если 26,8 А • ч выделяют или разлагают 1 экв, то 5А • ч выделят или разложат 5/26,8 экв. 1 экв. воды составляет 9 г, а 5/26,8 экв составят 9∙5/26,8 = 1,67 г Н2О. Эквивалент водорода (1/2 моля) занимает 11,2 л при н.у., а искомый объем 5,6∙5/26,8 = 1,045 л. Пример 2. Какова была сила тока при электролизе, если за 50 мин удалось выделить всю медь из 120 мл 0,4 н. раствора CuS04?
  • 25. ЗАКОН ФАРАДЕЯ Решение. В 120 мл 0,4 н. CuS04 содержится 0,4∙120/1000 = 0,048 экв CuSО4 и, следовательно, такое же количество, т. е. 0,048 экв. меди. Составляем пропорцию: На выделение 1 экв Сu затрачивается 96 500 Кл » » 0,048 » Сu » 50 • 60 • х » где х - искомая сила тока. Отсюда х = (96 500•0,048)/3000 = 1,54
  • 26. ЗАКОН ФАРАДЕЯ Пример 3. При электролизе CuSО4 на аноде выделилось 350 мл кислорода при 0°С и 101,3 кПа. Сколько граммов меди выделилось на катоде? Решение. Эквивалент кислорода занимает 5,6 л при 0°С и 101,3 кПа, следовательно, 350 мл составляют 0,35/6,6 = 0,0625 экв, столько же эквивалентов меди выделилось на катоде, а отсюда масса меди (63,54/2)∙0,0625 = 1,98 г.
  • 27. ЗАДАЧИ на дом (Г-йх. с 173.) 1. Сколько граммов меди выделится на катоде при электролизе раствора CuSО4 в течение 40 мин при силе тока 1,2 А? (0,948 г.) 2. Сколько минут следует пропускать ток силой 0,5 А через раствор AgNО3 для выделения 0,27 г серебра? (2 мин.) 3. Для выделения 1,75 г некоторого металла из раствора его 1соли потребовалось пропускать ток силой 1,8 А в течение 1,5 ч. Вычислить эквивалент металла. (17,37) 4. Сколько минут потребуется для выделения всей меди из 40 мл 1/4 н. раствора CuS04? Сила тока 1,93 А. (8,33 мин.) 5. Ток силой в 6,7 А пропущен через электролизер, содержавший 400 мл 0,7 н. H2S04. Сколько часов должен длиться электролиз для достижения нормальной концентрации? (53,3 ч.)