Что такое стандартный окислительно-восстановительный потенциал?

Окислительно-восстановительный потенциал (редокс-потенциал от англ. Redox – reduction-oxidation reaction, Eh или Eh) – мера способности химического вещества присоединять электроны (восстанавливаться[1]). Окислительно-восстановительный потенциал выражают в милливольтах (мВ). Примером окислительно-восстановительного электрода являются: Pt/Fe3+,Fe2+.

Окислительно-восстановительный потенциал определяют как электрический потенциал, устанавливающийся при погружении платины или золота (инертный электрод) в окислительно-восстановительную среду, то есть в раствор, содержащий как восстановленное соединение (Ared), так и окисленное соединение (Aox). Если полуреакцию восстановления представить уравнением:

Aox + n·e− → Ared,

то количественная зависимость окислительно-восстановительного потенциала от концентрации (точнее активностей) реагирующих веществ выражается уравнением Нернста.

Окислительно-восстановительный потенциал определяют электрохимическими методами с использованием стеклянного электрода с red-ox функцией и выражают в милливольтах (мВ) относительно стандартного водородного электрода в стандартных условиях.

Что такое ЭДС? Чему она равна?

Электродвижущая сила (ЭДС) – скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил (то есть любых сил, кроме электростатических и диссипативных) действующих в квазистационарных цепях постоянного или переменного тока.

В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура.

Электрическая работа, получаемая с помощью гальванического элемента, будет максимальной, когда элемент работает в условиях, наиболее близких к обратимым. Максимальная разность потенциалов электродов данного гальванического элемента, которая определяется в условиях равновесия, называется его электродвижущей силой (ЭДС). Она равна разности равновесных потенциалов катода и анода элемента.

III. Выполнение заданий:

Напишите уравнение Нернста. Поясните физический смысл величин, входящих в это уравнение.

Уравнение Нернста – уравнение, связывающее окислительно-восстановительный потенциал системы с активностями веществ, входящих в электрохимическое уравнение, и стандартными электродными потенциалами окислительно-восстановительных пар. Было выведено немецким физико-химиком Вальтером Нернстом.

Нернст изучал поведение электролитов при пропускании электрического тока и открыл закон, устанавливающий зависимость между электродвижущей силой (разностью потенциалов) и ионной концентрацией. Уравнение Нернста позволяет предсказать максимальный рабочий потенциал, который может быть получен в результате электрохимического взаимодействия, когда известны давление и температура. Таким образом, этот закон связывает термодинамику с электрохимической теорией в области решения проблем, касающихся сильно разбавленных растворов.

2. Исходя из электрохимического ряда напряжений и величин стандартных электродных потенциалов, определите направление протекания реакций:

А) Cu²⁺ + Fe⁰ = Cu⁰ + Fe²⁺ в обратном направлении

Б) Ag⁰ + Fe²⁺ = Ag⁺ + Fe⁰  в прямом направлении

В) Sn²⁺ + Hg²⁺ = Sn⁴⁺ + Hg⁰ в прямом направлении

Тема 7: «Определение условий образования и растворения осадка с целью определения и регулирования направления протекания химических реакций с использованием мультимедийного пособия».

Цель: закрепить и систематизировать теоретические знания по теме: «Определение условий образования и растворения осадка с целью определения и регулирования направления протекания химических реакций с использованием мультимедийного пособия».

II. Ответы на вопросы самоподготовки:

Какие два процесса происходят в системе, состоящей из осадка малорастворимого электролита и раствора над ним?

Динамическое равновесие:

1) Переход ионов из осадка в раствор (непрерывное растворение).

2) Осаждение ионов из раствора.