ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические вопросы Окислительные потенциалы из "Качественный анализ" Параллельно с изучением реакций и хода анализа катионов V группы в настоящей главе заканчивается изложение теории окислительно-восстановительных процессов. Именно здесь рассматриваются очень важные для химии вопросы об окислительных потенциалах и о направлении реакций окисления-восстановления, о влиянии на их течение реакции среды и концентрации, а также о константах равновесия окислительно-восстановительных процессов. [c.230] В этих фактах проявляется, очевидно, неодинаковая сила , т. е. химическая активность различных окислителей и восстановителей Так. С1а является более сильным окислителем, чем йены Fe . Ионы J , способные восстанавливать Fe в Fe представляют собой более сильный восстановитель, чем ионы Вг, которые к восстановлению иона Fe неспособны, и т. д. [c.230] Количественную характеристику стремления различных атомов или ионов к отдаче или к присоединению электронов можно получить, осуществляя соответствующие окислительно-восстановительные реакции в гальванических элементах и измеряя электродвижущие силы последних. [c.231] Важнейшая особенность устройства гальванических элементов заключается в том, что окислитель и восстановитель помещаются в них отдельно друг от друга в разных сосудах, так что перераспределение электронов может осуществляться лишь путем перетекания последних по проводнику, соединяющему оба сосуда. [c.231] Кроме того, поскольку электричество во внутренней цепи может перемещаться только с ионами, необходимо, чтобы эти ионы могли диффундировать из одного сосуда в другой. Такая диффузия возможна, если а) сосуды отделены друг от друга пористой перегородкой или б) сосуды соединены друг с другом при помощи так называемого электролитического ключа последний представляет собой перевернутую U-образную трубку с раствором какого-либо электролита (обычно КС1). [c.231] Если эти уравнения сложить почленно, то получим обшеё уравнение реакции (1), происходящей при работе рассматриваемого элемента. Она как бы представляет собой химическое действие на расстоянии, поскольку окислитель (ионы Fe ) и восстановитель (ноны Sn ) непосредственно друг с другом не соприкасаются Ту же реакцию можно осуществить, конечно, и при простом сме1иеиии растворов Fe U и Sn b, но в этом случае химическая энергия, выделяющаяся при реакиии, будет превращаться уже не в электрическую энергию, а в тепловую. [c.232] Из этой схемы видно, что на отрицательном полюсе элемента происходит процесс отдачи электронов, т. е. окисление, а на положительном полюсе их присоединение, т. е. восстановление. [c.232] Ионы С1 при работе рассмотренного элемента не претерпевают изменений и лишь перемещаются из сосуда 1 в сосуд 2, осуществляя перенос тока во внутренней цепи. [c.232] Устройство нормального водородного электрода показано иа рис. 30. В сосуд / помешают раствор 14. 504 требуемой концентрации и погружают в него платиновый электрод, покрытый электролитически слоем мелкораздробленной платины ( платиновой черни ). В раствор по трубке 4 пропускают химически чистый водород, который, соприкасаясь с платиновым электродом, адсорбируется мелкораздробленной платиной. Благодаря этому электрод действует так, как если бы он был сделан из водорода. [c.233] Но не только о силе окислителей, входящих в состав данных пар, говорят нам указанные цифры. По ним можно судить также и о сравнительной силе соответствующих восстановителей, т. е. ионов Ре и С1 . [c.235] Действительно, если мы говорим, например, что СЬ сильный окислитель, это значит, что атомы его имеют сильно выраженное стремление присоединять электроны, т. е. превращаться в ионы С1 . Но в таком случае ионы С1 должны, очевидно, прочно удерживать указанные электроны, т. е. представляют собой весьма слабый восстановитель. Наоборот, величина потенциала пары Ре+++/Ре++ является меньшей по сравнению с потенциалом пары С12/2С1 . Поэтому ионы Ре++, образующиеся в результате присоединения к ионам Ре электронов, удерживают последние менее прочно, т. е. представляют собой более сильный восстановитель, чем ионы С1 . [c.235] мы видим, что по величинам потенциалов окислительновосстановительных пар, измеренных по отношению к нормальному водородному электроду, можно судить об окислительной и восстановительной активности входящих в их состав окислителя и восстановителя. [c.235] Чем больше погенциал данной пары, тем более сильным окислителем является соответствующая окисленная форма и тем более слабым восстановителем — восстановленная форма. [c.235] Поскольку с возрастанием потенциалов растет сила окислителей, эти потенциалы называют окислительными потенциалами данных пар . [c.235] Ей — так называемый нормальный окислительный по-тенциал данной пары, т. е. тот потенциал, который она имеет при [окисл.] = [восст.] . [c.236] Очевидно, что величина Ео представляет собой тот потенциал —0,76 в), который данная пара имеет при [2п ++] == 1 г-ион л, так как только в этом случае lg[Zп ] — О и Е = Ец. [c.237] Таким образом, изменение концентрации нонов Н+ особенно сильно влияет на величину окислительного потенциала данной пары, а следовательно, и на окислительную активность иона МпО с повышением указанной концентрации эта активность быстро растет. [c.238] Из приведенного уравнения видно, что нормальный потенциал эта пара имеет при [Мп07 ] — [Мп ] и [Н ] = 1 г-ион/л, так как только при этих условиях Е = Ей. [c.238] Вернуться к основной статье