Уравнение Нернста

Направление протекания ОВР.

Для того, чтобы узнать, протекает ли ОВР в прямом направлении, нужно сравнить Е0 окислителя и восстановителя. Мысленно компонуют гальванический элемент, состоящий из окислителя и восстановителя, и вычисляют электродвижущую силу химической реакции.

ЭДС = Е0ок – Е0вос

Если ЭДС>0 – протекает в прямом направлении.

ЭДС<0 – не протекает в прямом направлении.

ЭДС = Е0Cu/Cu2+ - Е0Zn/Zn2+

ЭДС = 0,34В – (-0,76В) = 1,1В

Окисление Zn не протекает.

Zn + 2H+ = Zn2+ + H2

восст окисл

ЭДС = Е0+/H2 – E0Zn/Zn2+ = 0В – (-0,76В) = 0,76В.

Протекает реакция.

Zn2+ + H2 = Zn0 + 2H+

ЭДС = Е0Zn/Zn2+ - E02H+/H2 = - 0,76В не протекает.

Если в растворе смесь катионов, то их восстановление будет протекать таким образом, что первой будет протекать реакция с наибольшим значением ЭДС.

Сравнивая Е0 металлов друг с другом, был составлен электрохимический ряд напряжения металлов (Бекетов). Согласно ряду: металлы расположены в порядке возрастания стандартного электродного потенциала. Металлы правее – окислители по отношению к металлам, расположенным левее. Левее расположенные металлы вытесняют металлы, стоящие справа из растворов солей – восстанавливают их. Чем дальше друг от друга стоят металлы, тем ЭДС больше.

∆σ0 = - nF∆E0, n – количество перешедших электронов, F – постоянная Фарадея, 96480Кл, ∆Е0 – ЭДС.

F – количество электричества, которое необходимо затратить, чтобы восстановить 1 эквивалент любого вещества.

Е0 металлов до водорода меньше 0. Н+ - окислители, металлы вытесняют водород из кислот. Металлы после водорода – окислители по отношению к водороду.

Электрохимический ряд напряжения металлов составлен для водных растворов, относительно поведения металла и его катиона в растворе.

В растворе ион находится в гидратированном виде. На Е0 сильное влияние оказывает Егидр, на Егидр – q/R.

Егидр (Li+) высока. В результате гидротации Е0 смещается влево.

ЕLi/Li+ = -3,01B.

В расплаве – четкая зависимость.

Кроме того, на реальное поведение металла в растворе оказывает влияние процесс пассивации. Он связан с внедрением молекул кислорода в поверхностный слой металла и изменением его физико-химических параметров. Обусловлен также наличием оксидной пленки, чем она тоньше и чем более плотно прилегает к поверхности металла, тем процесс пассивации выше. Поэтому А1, Сr, Fe в концентрированных H2SO4 и HNO3 не растворяются на холоде.

Е зависит от:

1). Температуры

2). Активности окислителя и восстановителя

3). Концентрации окислителя и восстановителя.

Уравнение Нернста.

Уравнение Нернста - student2.ru

Уравнение Нернста - student2.ru при t=250С:

Уравнение Нернста - student2.ru

2Ag + 2HJ = 2AgJ + H2

E0Ag/Ag+ = 0,8B

ЭДС = 0В – 0,8В = - 0,8

ПРAgJ ≈ 10-16

EJ-/AgJ

Уравнение Нернста - student2.ru

E = -0,14B, ЭДС = 0 - (- 0,14) = 0,14

1. образование труднорастворимого осадка.

2. реакции, идущие с образованием стойких комплексов.

Приводят к тому, что потенциалы смещаются в сторону отрицательных значений.

4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH - метод Багратиона.

Уравнение Нернста - student2.ru

Е = Е0 + 0,059lg[H+]

E = -0,059pH

pH = 7 – вН2О

Е = -0,41В

Металлы, Е которых меньше – 0,41В вытесняют Н2 из воды.

Наши рекомендации