БШДЕКЕМХЕ ЙХЯКНПНДЮ

Окислительно-восстановительные реакции. ЭлектрохимияЭЛЕКТРОХИМИЯ Ряд напряжений Окисленнаяформа+nē√√√ў╛√√√-nēВосстановленнаяформа Каждая такая полуреакция характеризуется стандартнымокислительно-восстановительным потенциалом Е0, (размерность -вольт, В). Чем больше Е0, тем сильнее окислительная форма как окислитель итем слабее восстановленная форма как восстановитель, и наоборот. За точку отсчета потенциалов принята полуреакция: 2H+ + 2ē ў H2, для которой Е0 =0 Для полуреакций Mn+ + nē ў M0, Е0 называетсястандартным электродным потенциалом. По величине этого потенциала металлыпринято располагать в ряд стандартных электродных потенциалов (ряд напряженийметаллов): Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr,Fe, Cd,Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au Ряд напряжений характеризует химические свойства металлов: 1. Чем левее расположен металл в ряду напряжений, темсильнее его восстановительная способность и тем слабее окислительнаяспособность его иона в растворе (т.е. тем легче он отдает электроны(окисляется) и тем труднее его ионы присоединяют обратно электроны).2. Каждый металл способен вытеснять из растворов солей теметаллы, которые стоят в ряду напряжений правее его, т.е. восстанавливает ионыпоследующих металлов в электронейтральные атомы, отдавая электроны и сампревращаясь в ионы.3. Только металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода(Н), способнывытеснять его из растворов кислот (например, Zn, Fe, Pb, но не Сu, Hg, Ag). Гальванические элементы Каждые два металла, будучи погруженными в растворы их солей, которые сообщаютсямежду собой посредством сифона, заполненного электролитом, образуютгальванический элемент. Пластинки металлов, погруженные в растворы, называютсяэлектродами элемента.Если соединить наружные концы электродов (полюсы элемента) проволокой, тоот металла, у которого величина потенциала меньше, начинают перемещатьсяэлектроны к металлу, у которого она больше (например, от Zn к Pb). Уходэлектронов нарушает равновесие, существующее между металлом и его ионами врастворе, и вызывает переход в раствор нового количества ионов √ металлпостепенно растворяется. В то же время электроны, переходящие к другомуметаллу, разряжают у его поверхности находящиеся в растворе ионы - металлвыделяется из раствора. Электрод, на котором протекает окисление, называется анодом.Электрод, на котором протекает восстановление, называется катодом. Всвинцово-цинковом элементе цинковый электрод является анодом, а свинцовый √катодом.Таким образом, в замкнутом гальваническом элементе происходитвзаимодействие между металлом и раствором соли другого металла, несоприкасающимися непосредственно друг с другом. Атомы первого металла, отдаваяэлектроны, превращаются в ионы, а ионы второго металла, присоединяя электроны,превращаются в атомы. Первый металл вытесняет второй из раствора его соли.Например, при работе гальванического элемента, составленного из цинка и свинца,погруженных соответственно в растворы Zn(NO3)2 и Pb(NO3)2 уэлектродов происходят следующие процессы: Zn √ 2ē ў Zn2+Pb2+ + 2ē ў Pb Суммируя оба процесса, получаем уравнение Zn + Pb2+ ў Pb + Zn2+, выражающее происходящую в элементе реакцию в ионной форме. Молекулярноеуравнение той же реакции будет иметь вид: Zn + Pb(NO3)2 ў Pb + Zn(NO3)2 Электродвижущая сила гальванического элемента равна разности потенциаловдвух его электродов. При определении его всегда вычитают из большего потенциаламеньший. Например, электродвижущая сила (Э.д.с.) рассмотренного элемента равна: Э.д.с. =-0,13√(-0,76)= 0,63 v EPb EZn Такую величину она будет иметь при условии, что металлы погружены врастворы, в которых концентрация ионов равна 1 г-ион/л. При другихконцентрациях растворов величины электродных потенциалов будут несколько иные.Их можно вычислить по формуле: E = E0 + (0,058 / n) ∙ lgC где═════ E - искомыйпотенциал металла (в вольтах)E0 -его нормальный потенциалn - валентностьионов металлаС - концентрация ионов врастворе (г-ион/л) ПримерНайти электродвижущую силу элемента (э. д. с.) образованного цинковымэлектродом, опущенным в 0,1 М раствор Zn(NO3)2 и свинцовым электродом,опущенным в 2 М раствор Pb(NO3)2. РешениеВычисляем потенциал цинкового электрода: EZn = -0,76 + (0,058/ 2) lg 0,1 = -0,76 +0,029 ∙ (-1) = -0,79 v Вычисляем потенциал свинцового электрода: EPb = -0,13 + (0,058/ 2) lg 2 = -0,13 +0,029 ∙ 0,3010 = -0,12 v Находим электродвижущую силу элемента: Э. д. с. = -0,12√ (-0,79) = 0,67 v Электролиз Электролизом называетсяпроцесс разложения вещества электрическим током.Сущность электролиза заключается в том, что при пропускании тока черезраствор электролита (или расплавленный электролит) положительно заряженные ионыперемещаются к катоду, а отрицательно заряженные √ к аноду. Достигнувэлектродов, ионы разряжаются, в результате чего у электродов выделяютсясоставные части растворенного электролита или водород и кислород из воды.Для перевода различных ионов в нейтральные атомы или группы атомовтребуется различное напряжение электрического тока. Одни ионы легче теряют своизаряды, другие труднее. Степень легкости, с которой разряжаются (присоединяютэлектроны) ионы металлов, определяется положением металлов в ряду напряжений.Чем левее стоит металл в ряду напряжений, чем больше его отрицательныйпотенциал (или меньше положительный потенциал), тем труднее при прочих равныхусловиях разряжаются его ионы (легче всего разряжаются ионы Аu3+, Ag+; труднее всего Li+, Rb+, K+).Если в растворе одновременно находятся ионы нескольких металлов, то впервую очередь разряжаются ионы того металла, у которого отрицательныйпотенциал меньше (или положительный √ больше). Например, из раствора,содержащего ионы Zn2+ и Cu2+, сперва выделяется металлическая медь. Но величинапотенциала металла зависит также и от концентрации его ионов в растворе; точнотакже изменяется и легкость разряда ионов каждого металла в зависимости от ихконцентрации: увеличение концентрации облегчает разряд ионов, уменьшение √затрудняет. Поэтому при электролизе раствора, содержащего ионы несколькихметаллов может случиться, что выделение более активного металла будетпроисходить раньше, чем выделение менее активного (если концентрация ионовпервого металла значительна, а второго √ очень мала).В водных растворах солей, кроме ионов соли, всегда имеются еще и ионыводы (Н+ и ОН-). Из них ионы водорода будут разряжаться легче, чем ионывсех металлов, предшествующих водороду в ряду напряжений. Однако ввидуничтожной концентрации водородных ионов при электролизе всех солей, кроме солейнаиболее активных металлов, у катода происходит выделение металла, а неводорода. Только при электролизе солей натрия, кальция и других металлов доалюминия включительно разряжаются ионы водорода и выделяется водород.У анода могут разряжаться или ионы кислотных остатков или гидроксильныеионы воды. Если ионы кислотных остатков не содержат кислорода (Cl-, S2-, CN- идр.), то обычно разряжаются именно эти ионы, а не гидроксильные, которые теряютсвой заряд значительно труднее, и у анода выделяются Cl2, S и т.д. Наоборот,если электролизу подвергается соль кислородсодержащей кислоты или сама кислота,то разряжаются гидроксильные ионы, а не ионы кислородных остатков. Образующиесяпри разряде гидроксильных ионов нейтральные группы ОН тотчасже разлагаются по уравнению: 4OH ў 2H2O + O2 В результате у анода выделяется кислород. Электролиз раствора хлорида никеля NiCl2 Раствор содержит ионы Ni2+ и Cl-, а также вничтожной концентрации ионы Н+ и ОН-. Припропускании тока ионы Ni2+ перемещаются к катоду, а ионыCl- √к аноду. Принимая от катода по два электрона, ионы Ni2+ превращаютсяв нейтральные атомы, выделяющиеся из раствора. Катод постепенно покрываетсяникелем.Ионы хлора,достигая анода, отдают ему электроны и превращаются в атомыхлора, которые, соединяясь попарно, образуют молекулы хлора. У анода выделяетсяхлор.Таким образом, у катода происходит процесс восстановления, у анода√ процесс окисления. Электролиз раствора йодида калия KI Йодид калия находится в растворе в виде ионов К+ иI-. Припропускании тока ионы К+ передвигаются к катоду, ионы I- √к аноду. Но так как калий стоит в ряду напряжений гораздо левее водорода, то укатода разряжаются не ионы калия, а водородные ионы воды. Образующиеся при этоматомы водорода соединяются в молекулы Н2, и таким образом у катода выделяется водород.По мере разряда ионов водорода диссоциируют все новые молекулы воды,вследствие чего у катода накапливаются гидроксильные ионы (освобождающиеся измолекулы воды), а также ионы К+, непрерывно перемещающиеся ккатоду. Образуется раствор КОН.У анода происходит выделение йода, т. к. ионы I- разряжаютсялегче, чем гидроксильные ионы воды.Электролиз раствора сульфата калия Раствор содержит ионы K+, SO42- иионы Н+ и ОН- из воды. Так как ионы K+ разряжаютсятруднее, чем ионы Н+, а ионы SO42-, чем ионы ОН-, то припропускании электрического тока у катода будут разряжаться ионы водорода, у анода- гидроксильные группы, то есть фактически будет происходить электролиз воды.В то же времявследствие разряда водородных и гидроксильных ионов воды и непрерывногоперемещения ионов K+ к катоду, а ионов SO42-к аноду, у катода образуется раствор щелочи (КОН), а у анода √ растворсерной кислоты. Электролиз раствора сульфата меди примедном аноде Особым образом протекает электролиз, когда анод сделан из того жеметалла, соль которого находится в растворе. В этом случае никакие ионы неразряжаются у анода, но сам анод постепенно растворяется, посылая в растворионы и отдавая электроны источнику тока.Весь процесс сводится к выделению меди на катоде и постепенномурастворению анода. Количество CuSO4 в растворе остаетсянеизменным. Законы электролиза (М. Фарадей) 1. Весовое количество выделяемого при электролизе веществапропорционально количеству протекшего через раствор электричества и практическине зависит от других факторов. 2. Равные количества электричества выделяют при электролизеиз различных химических соединений эквивалентные количества веществ. 3. Для выделения из раствора электролита одногограмм-эквивалента любого вещества нужно пропустить через раствор 96500 кулоновэлектричества. m(x) = ((I ∙ t) / F) ∙ (M(x)/ n) где═════ m(x) -количество восстановленного или окисленного вещества (г);I - силапропускаемого тока (а);t - времяэлектролиза (с);M(x) -молярная масса;n - числоприобретенных или отданных в окислительно-восстановительных реакцияхэлектронов;F - постояннаяФарадея (96500 кул/моль). Исходя из этой формулы, можно производить ряд расчетов, связанных спроцессом электролиза, например: 1. Вычислять количества веществ, выделяемых или разлагаемыхопределенным количеством электричества; 2. Находить силу тока по количеству выделившегося веществаи времени, затраченному на его выделение; 3. Устанавливать, сколько времени потребуется для выделенияопределенного количества вещества при заданной силе тока. Пример1Сколько граммов меди выделится на катоде при пропускании через растворсернокислой меди СuSO4 тока силой 5 ампер в течение 10 минут? РешениеОпределим количество протекшего через раствор электричества: Q = I ∙ t, где═════ I √ сила тока вамперах;t √ время всекундах. Q = 5A ∙ 600 с = 3000 кулонов Эквивалент меди (ат. масса 63,54) равняется 63,54 : 2 = 31,77 . Следовательно, 96500 кулонов выделяют 31,77 г меди.Искомое количество меди: m = (31,77 ∙ 3000) / 96500 ╩ 0,98 г Пример2Сколько времени нужно пропускать через раствор кислоты ток силой 10ампер, чтобы получить 5,6 л водорода (при н. у.)? РешениеНаходим количество электричества, которое должно пройти через раствор,чтобы из него выделилось 5,6 л водорода. Так как 1 г-экв. водорода занимает прин. у. объем 11,2л, то искомое количество электричества Q = (96500 ∙ 5,6) / 11,2 = 48250кулонов Определим время прохождения тока: t = Q / I = 48250 / 10 = 4825 с = 1 ч 20 мин25 с Пример3При пропускании тока через раствор серебряной соли на катоде выделилосьза 10 мин. 1 г серебра. Определите силу тока. Решение1 г-экв. серебра равен 107,9 г. Для выделения 1 г серебра через раствордолжно пройти 96500: 107,9 = 894 кулона. Отсюда сила тока I = 894 / (10 ∙ 60)╩ 1,5A Пример4Найти эквивалент олова, если при токе 2,5 ампера из раствора SnCl2 за30 мин. выделяется 2,77 г олова. РешениеКоличество электричества, прошедшее через раствор за 30 мин. Q = 2,5 ∙ 30 ∙ 60 = 4500 кулонов Так как для выделения 1 г-экв. требуется 96500 кулонов, то эквивалентолова. ЭSn = (2,77 ∙ 96500)/ 4500 = 59,4 НАЗАДМЕНЮ КОНЕЦ РАЗДЕЛА ПЮГДЕКШ БХДЕНЯЗЕЛЙЮ АЧЦЕКЭМШЕ ГСАМНИ ОПНРЕГ ОНЙСОЙЮ ЙНЯРПНЛЮ ТЮЙСКЭРЕР ОЯХУНКНЦХЪ КЕВЕМХЕ ЫХРНБХДМШИ ФЕКЕГЮ ТСРАНКЭМШИ РНРЮКХГЮРНП ДНЯРЮБЙЮ contiwinterviking ЙСОХРЭ ОПНЛЮКЭО РНМХПНБЮМХЕ ЯРЕЙКНОЮЙЕРНБ НОЕПЮРНПЯЙХИ ЖЕМРП ХГЦНРНБКЕМХЕ ОКЕМЙЮ БШДЕКЕМХЕ ЙХЯКНПНДЮ ЯЕБЕПЯЙХИ ДНКНЛХР 5004.14 (ЙПШЬЙЮ) НВХЯРЙЮ ОНДНЦПЕБЮРЕКЭ ПЕЬЕРЙЮ ДПЕМЮФМШИ ДНКНЛХР ПСЙЮБХЖЮ БЯОСВХБЮЧЫХИЯЪ ЙПЮЯЙЮ ГНМЮ НЦПЮМХВЕМХЕ ДНЯРСО МЮПД ЯЙЮВЮРЭ АЕЯОКЮРМШИ ХГДЕКХЕ ЯКНИЙЮ ЖЕМРП ЙНМЯСКЭРХПНБЮМХЕ inerta ЙПЮЯЙЮ ЯЙЮВЮРЭ ДКХММШИ МЮПД ЦХДПЮМР ЯЕПБЕП hp ЯДЮВЮ ielts НЦМЕГЮЫХРМШИ ОНЙПШРХЕ ОЮОХККНЛЮ ДБСУРЮПХТМШЕ ЩКЕЙРПНЯВЕРВХЙ ПЕЬЕРЙЮ НЙНМ БШЯНЙНРЕЛОЕПЮРСПМШИ ЩКЕЙРПНХГНКЪЖХЪ ЙПЮЯЙЮ ПФЮБВХМЮ ТКЧНПЕЯЖЕМРМШИ ЙПЮЯЙЮ ТХПЛЕМШИ ЖБЕР ЮПЛЮМЭЪЙ ДНЯРЮБЙЮ БЕДПН ЬЮЛОЮМЯЙХИ ЯОЕЖНАСБЭ НОРНЛ ЦЮГНМНЙНЯХКЙЮ dolmar ЩКЕЙРПХВЕЯЙХИ ОПНВМНЯРЭ ОНДЦНРНБЙЮ ielts ЛЮЦМХРМН-ЛЮПЙЕПМШЕ ДНЯЙЮ ЯРЕЙКЪММШИ ОЕПЕЦНПНДЙЮ ЙСОХРЭ МНФНБЙЮ ГЮЫХРМШИ ЙПЮЯЙЮ ДНЯРЮБЙЮ ЯСЬЮ ДПЕМЮФ ЛСФВХМЮ БШУНДМНИ НУНРЮ АЮАНВЙЮ БШРЪФЙЮ ЙПНМЮ СРЧЦ ЙСОХРЭ ЪИЖЕБЮПЙС ЯДЮРЭ ЮМЮКХГ ЙПНБЭ ЙСОХРЭ ОЮПНБЮПЙЮ ДНЛЮЬМХИ НВЮЦ ГДНПНБЭЕ ЬРЮМЦЮ МЮЯНЯМШИ ЛНПНГХКЭМШИ КЮПЭ АЮГНБШИ ЬОЮРКЕБЙЮ ПЕЬЕРЙЮ ЯХЯРЕЛЮ ОЕПЕЛЕЬХБЮМХЕ СПНЙ НУНРЮ СЦКНБНИ РЕЯРНЛЕЯХРЕКХ ГСАМНИ ОПНРЕГ ДНЛЮЬМХИ НВЮЦ ГДНПНБЭЕ НПЦЮМХГНБЮРЭ ПЮЯЯШКЙЮ ЯРНЛЮРНКНЦХВЕЯЙХИ СЯКСЦЮ ЮПНВМШИ ЙНМЯРПСЙЖХЪ КЮЙ ЩЛЮКЭ ЖБЕР ЙЮЛСТКХП ХМФЕМЕПМШИ ЦЕНДЕГХЪ ФХКЮ ЙНЯРПНЛЮ УНКНДХКЭМХЙ КХАУЕП РПЕУЛЕПМШИ ОПЕГЕМРЮЖХЪ ОПХАНП ЙПШЯЮ ЯРЮКЭМНИ РНОЙХИ spartherm ЯРНОМШИ ОКЮЯРШПЭ ЩКЕЙРПНЙЮЛХМ dimplex model plasma (sp9) ТНЯТНПМШИ ЙПЮЯЙЮ ЙСКЕП 754 РПСАНЦХА ДНПМНЛ НРАЕКХБЮМХЕ АЕКЭЕ ЛНПНГХКЭМШИ БХРПХМЮ ЙСКЕП СЯКСЦЮ ЙНЯРПНЛЮ МЮПЙНЛЮМХЪ ХМНЛЮПЙЮ ЙПНР dr ТНЯТНПЕЯЖХПСЧЫХИ ЙПЮЯЙЮ ЯПЕДЯРБН ЯЮЛННАНПНМЮ ЮПНВМШИ ЙНМЯРПСЙЖХЪ touch screen СКХВМШИ АЮПАЕЙЧ КЕВЕМХЕ ОЮОХККНЛЮ ЙПЮЯМШИ ОКНЫЮДЭ ЦСЛ КНРЕПЕЪ ЯМНЯ КЧАНИ ЙНМЯРПСЙЖХЪ ОНЯРЮБЙЮ РПНИМХЙ ЩЙЦ ЯЕПБХЯ ТКЧПХЯЖЕМРМЮЪ ЙПЮЯЙЮ ОПЮЛШЬКЕМШИ ЮКЭОХМХГЛ ЙПЮЯМШИ ОКНЫЮДЭ ЯНАНП КЧАХЛШИ ЖБЕР БЕМРЕКЪЖХНММЮЪ ПЕЬЕРЙЮ ПЮЯЯШКЙЮ ЮДПЕЯ РНМХПНБЙЮ ЯРЕЙНК longines ОКЮРЮ БХДЕНГЮУБЮРЮ БШДЕКЕМХЕ ЙХЯКНПНДЮ