Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Метод электронного баланса- метод нахождения коэффициентов в уравнениях ОВР, в котором рассматривается обмен электронами между атомами элементов, изменяющих свою степень окисления. Число электронов, отданное восстановителем равно числу электронов, получаемых окислителем.

Уравнение составляется в несколько стадий:

1. Записывают схему реакции: KMnO₄ + HCl =KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

2. Проставляют степени окисления над знаками элементов, которые меняются: KMn⁺⁷O₄ + HCl^-1= KCl + Mn⁺²Cl₂ + Cl₂⁰ + H₂O

3. Выделяют элементы, изменяющие степени окисления и определяют число электронов, приобретенных окислителем и отдаваемых восстановителем: Mn⁺⁷+ 5ē = Mn⁺² ; 2Cl^-1- 2ē = Cl₂⁰

4. Уравнивают число приобретенных и отдаваемых электронов, устанавливая тем самым коэффициенты для соединений, в которых присутствуют элементы, изменяющие степень окисления.

Mn⁺⁷+ 5ē = Mn⁺²	2
2Cl^-1- 2ē = Cl₂⁰	5

2Mn⁺⁷+ 10Cl^-1= 2Mn⁺²+ 5Cl₂⁰

5. Подбирают коэффициенты для всех остальных участников реакции: 2KMn⁺⁷O₄ + 16HCl^-1 = 2KCl + 2Mn⁺²Cl₂ + 5Cl₂⁰+ 8H₂O

Электрохимические процессы. Возникновение двойного эл слоя на границе металл-раствор.

Двойной элект-ий слой два весьма близких друг к другу слоя электрических зарядов разного знака, но с одинаковой поверхностной плотностью, возникающие на границе раздела двух фаз.

рассмотрим систему в которой 2 электрода находятся в растворах собственных ионов. Пример: гальванический элемент Даниэля-Якоби. Он сост из медной пластины погр в раствор CuS ,и цинковой пластины, погр в раствор ZnS .Электроды отделены пористой перегородкой.на поверхности цинковой пластины возникает ДЭС и усиливается равновесие Zn ó +2e. В результате возникает электродный потенциал цинка. На пов-то медной пластины возникает двойной эл-ий слой и устан равновесие Cu ↔ , поэтому возникает электродный потенциал меди. При соединении цинка с медью Ме проводником,электроны переходят от цинка к меди. Равновесие на Zn электроде сместится вправо,равновесие на Cu электроде сместится влево произойдёт разряд ионов меди.

27) Электродным потенциалом электрода ε_э называется ЭДС элемента, составленного из данного электрода и стандартного водородного электрода,электродный потенциал которого принят равным нулю. При этом знак электродного потенциала считают «+», если в таком гальваническом элементе испытуемый электрод является катодом, и отрицательным, если испытуемый электрод является анодом. иногда электродный потенциал определяют как "разность потенциалов на границе электрод – раствор", т.е. считают его тождественным потенциалу ДЭС, что не вполне правильно (хотя эти величины взаимосвязаны). Величина электродного потенциала металлического электрода зависит от температуры и активности (концентрации) иона металла в растворе, в который опущен электрод; математически эта зависимость выражается уравнением Нернста(здесь F – постоянная Фарадея, z – заряд иона):

В уравнении Нернста ε° – стандартный электродный потенциал, равный потенциалу электрода при активности иона металла, равной 1 моль/л. Стандартные электродные потенциалы электродов в водных растворах составляют ряд напряжений. Величина ε° есть мера способности окисленной формы элемента или иона принимать электроны, т.е. восстанавливаться. Иногда различием между концентрацией и активностью иона в растворе пренебрегают, и в уравнении Нернста под знаком логарифма фигурирует концентрация ионов в растворе. Величина электродного потенциала определяет направление процесса, протекающего на электроде при работе гальванического элемента. На полуэлементе, электродный потенциал которого имеет большее (иногда говорят – более положительное) значение, будет протекать процесс восстановления, т.е. данный электрод будет являться катодом. Стандартный электродный потенциал - это потенциал металла, определенный относительно стандартного (нормального) водородного электрода, при условии, что концентрация ионов водорода Н+ и ионов испытуемого металла Men+ равны 1 моль-ион/л при стандартных условиях (298К, 101кП). Ряд стандартных электродных потенциалов служит для сравнительной характеристики свойств атомов и ионов металлов в растворе.

28) Гальванический элемент -химический источник электрического тока. Принцип действия гальванического элемента основан на взаимодействии двух металлов через электролит, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. В состав гальванического элемента входят два разнородных электрода (один - содержащий окислитель, другой - восстановитель), контактирующие с электролитом. ЭДС гальванического элемента зависит от материала электродов и состава электролита. Гальванические элементы бывают солевые и щелочные. аккумуляторы-никель кадмиевые ,никель метал гидридные, свинцовые, литий ионные, литий полимерные, серебряно-цинковые. ЭДС гальванического элемента равна разности электродных потенциалов составляющих его электродов. Рассмотрим простейший гальванический элемент Даниэля – Якоби, состоящий из двух полуэлементов –Zn и Cu пластин,помещенных в растворы сульфатов цинка и меди соответственно, которые соединены между собой посредством электролитического ключа – например, полоски бумаги, смоченной раствором какого-либо электролита. Схематически :Zn / Zn²⁺ // Cu²⁺ / Cu

На поверхности каждого из электродов имеет место динамическое равновесие перехода ионов металла из электрода в раствор и обратно, характеризуемое потенциалом ДЭС (зарядом на электроде q). Если соединить медный и цинковый электроды металлическим проводником, произойдет перераспределение зарядов – электроны начнут перемещаться с электрода с более отрицательным зарядом на электрод с более положительным зарядом (медный), т.е. в проводнике возникнет электрический ток. Изменение величины заряда каждого из электродов нарушает равновесие – на цинковом электроде начнется процесс перехода ионов из электрода в раствор (окисление металла), на медном – из раствора в электрод (восстановление металла); при этом протекание процесса на одном электроде обусловливает одновременное протекание противоположного процесса на другом: Zn^o ––> Zn²⁺ + 2е^- ; Сu²⁺ + 2е^- ––> Сu^o

Электрод, на котором при работе гальванического элемента протекает процесс окисления, называется анодом, электрод, на котором идет процесс восстановления – катодом. При схематическом изображении гальванических элементов слева записывают анод, справа – катод (стандартный водородный электрод всегда записывают слева). Суммарный окислительно-восстановительный процесс, происходящий в гальваническом элементе, выражается следующим уравнением: Сu²⁺ + Zn^o ––> Сu^o + Zn²⁺

Максимальная разность потенциалов, возникающая при обратимой работе гальванического элемента, есть электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента. ЭДС гальванического элемента

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 180; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!