Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам

Окислительно-восстановительное (RED-OX-) титрование

Хим элементы, имеющие переменную степень окисления, могут быть количественно определены титриметрически с применением окислительно-восстановительной реакции (ОВР). Способы окислительно-восстановительного (ОВ) титрования либо red-ox-методы (от латинского oxydatio - окисление и reductio - восстановление). – это титриметрические способы, основанные на использовании окислительно - восстановительных реакций.

Обычно их систематизируют последующим образом.

1. По Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам нраву титранта:

оксидиметрические – способы определения восстановителей с применением титранта-окислителя (Оксидиметрия - способ определения восстановителей методом титрования их стандартными смесями окислителей. К примеру, в перманганатометрии в качестве титранта употребляют раствор калия перманганата, в броматометрии - раствор калия бромата, в хромато-метрии - раствор калия хромата (дихромата)).

редуктометрические – способы определения Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам окислителя с применением титранта-восстановителя. (Редуктометрия - способ определения окислителей методом титрования их стандартными смесями восстановителей. К примеру, в гидразинометрии в качестве титранта употребляют раствор гидразина гидрохлорида, в аскорбинометрии - раствор аскорбиновой кислоты, в феррометрии - смеси солей железа (ІІ)).

2. По природе реагента (титранта), взаимодействующего с определённым веществом:

KMnO – перманганатометрия;

KBrO – броматометрия;

KI , Na2S Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам2O3, – йодометрия; и т.д.

Зависимо от решаемой аналитической задачки в редоксиметрии употребляют прямое, оборотное и заместительное титрования. Редокси-метрически могут быть количественно определены как неорганические, так и органические вещества.

Схематично ОВР, с учетом закона электронейтральности раствора, можно изобразить последующим образом:

Ox1 + ne = Red1 ,полуреакция восстановления

Red2 – ne = Ox Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам2 , полуреакция окисления

Ox1 + Red2 = Red1 + Ox2

Тут индексы 1 и 2 относятся к субстанциям 1и 2 в окисленной (Oх1 и Oх2) и восстановленной (Red1 и Red2) формах. В процессе ОВР вещество Ох1 с огромным сродством к электрону (окислитель) присоединяет электроны, понижает свою степень окисления, восстанавливается, а вещество Red2 с наименьшим сродством к электрону (восстановитель Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам) окисляется.

Ох1 и Red1 составляют редокс-пару. Самопроизвольно протекают те редокс-реакции, которые сопровождаются повышением ∆E0Red - Ox

3) Стандартный окислительно-восстановительный потенциал, Редокс потенциал

Окисленная и восстановленная формы реагирующих в ОВР веществ образуют окислительно-восстановительные (оксред-, редокс-) пары Ох1/Red1 и Oх2/Red2, а перевоплощения типа Oх+ne - Red именуют Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам оксред - (редокс) - переходами либо окислительно-восстановительными полуреакциями. Если редокс-переходы обратимы, т.е. могут протекать при изменении критерий как в одну, так и в другую сторону, то для количественной оценки редокс-свойств редокс-пар употребляют окислительно-восстановительные потенциалы. Редокс-понциал пары может быть электрохимически измерен.

ЭДС гальванического элемента равна Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам разности потенциалов электродов его составляющих. Так как потенциал стандартного водородного электрода равен нулю, то измеренная величина ЭДС равна величине потенциала редокс-электрода, т.е. редокс-потенциалу при данном соотношении концентраций её компонент и иных критериях измерения. Значения Е0 можно отыскать в справочниках.

Направление реакций окисления-восстановления находится в зависимости от соотношения энергии Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам

Зависимость редокс-потенциала E(Oх/Red) от концентрации и температуры передается уравнением Нернста

Таким макаром, если окисленная форма образует малорастворимое соединение, то окислительно-восстановительный потенциал миниатюризируется и, если малорастворимое соединение образует восстановленная форма, то потенциал системы возрастает. Окислитель – вещество с огромным значением Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам Е0 . Меняя соотношение концентраций окисленной и восстановленной форм, также концентрацию Н+-ионов, можно поменять Е в широких границах, и как следует, навести реакцию в подходящую нам сторону.

4) Степень оттитрованности τ указывает в какой точке процесса титрования нужно найти потенциал системы

5) Расчет окислительно-восстановительного потенциала в т.экв, до т.экв Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам, после т.экв

Точку “до начала титрования“ не рассчитывают, потому что без прибавления титранта к титруемому раствору ОВР не идет и редокс-система не появляется. «Е» “до ТЭ” рассчитывают по уравнению Нернста для той редокс-пары, в которою заходит определяемое вещество, а “после ТЭ” - по уравнению для редокс-пары титранта.

Расчеты могут Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам быть существенно облегчены, если в формулу Нернста заместо соотношения концентраций ввести степень оттитрованности τ.

восстановитель окислитель
до т.экв.
в т.экв.
после т.экв.

6) Стандартный водоро́дный электро́д

Стандартный водоро́дный электро́д — электрод, использующийся в качестве электрода сопоставления при разных химических измерениях и в гальванических элементах. Водородный Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам электрод (ВЭ) представляет собой пластинку либо проволоку из металла, отлично всасывающего газообразный водород (обычно употребляют платину либо палладий), насыщенную водородом (при атмосферном давлении) и погруженную в аква раствор, содержащий ионы водорода. Потенциал пластинки зависитот концентрации ионов Н+ в растворе. Электрод является образцом, относительно которого ведется отсчет электродного потенциала определяемой Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам хим реакции. При давлении водорода 1 атм., концентрации протонов в растворе 1 моль/л и температуре 298 К потенциал ВЭ принимают равным 0 В. При сборке гальванического элемента из ВЭ и определяемого электрода, на поверхности платины обратимо протекает реакция:

2Н+ + 2e− = H2

другими словами, происходит или восстановление водорода, или его окисление — это находится в Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам зависимости от потенциала реакции, протекающей на определяемом электроде. Измеряя ЭДС гальванического электрода при стандартных критериях определяют стандартный электродный потенциал определяемой хим реакции.

ВЭ используют для измерения стандартного электродного потенциала химической реакции, для измерения концентрации (активности) водородных ионов, также всех других ионов. Используют ВЭ так же для Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам определения произведения растворимости, для определения констант скорости неких химических реакций.

Уравнение Нернста

Уравнение Нернста — уравнение, связывающее окислительно-восстановительный потенциал системы с активностями веществ, входящих в химическое уравнение, и стандартными электродными потенциалами окислительно-восстановительных пар.

где

Е- электродный потенциал, Е0 стандартный электродный потенциал, измеряется в вольтах;

R- универсальная газовая неизменная, равная 8.31 Дж/(моль·K);

T Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам- абсолютная температура;

F- неизменная Фарадея, равная 96485,35 Кл·моль−1;

n- число электронов, участвующих в процессе;

aox и ared активности соответственно окисленной и восстановленной форм вещества, участвующего в полуреакции.

Если в формулу Нернста подставить числовые значения констант и перейти от натуральных логарифмов к десятичным, то при T=298K получим

8) Определение силы окислителя Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам и восстановителя по Е0

При выборе вещества титранта в редоксиметрии проводят доброкачественную и количественную оценку способности (направленности) и полноты прохождения ОВР меж титрантом и определяемым веществом. Доброкачественную оценку проводят методом сопоставления табличных величин E0(Ox/Red) вещества титранта и определяемого вещества, приведенных в аналитических, хим и физико-химических справочниках Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам. При всем этом руководствуются последующими правилами:

а) окисленная форма вещества редокс-пары с огромным E0 играет роль окислителя по отношению к восстановленной форме вещества редокс-пары с наименьшим E0;

б) чем больше E0, тем чётче выражена окислительная способность окисленной формы редокс-пары;

в) ОВР протекает в данном направлении Направление реакций окисления-восстановления зависит от соотношения энергии сродства высших степеней окисления реагирующих частиц к электронам, если ЭДС= E0 (Oх1/Red1) - E0 (Oх2/Red2) > 0, при этом чем больше ЭДС, тем интенсивней ОВР;

г) ОВР идут в сторону образования более слабеньких окислителей и восстановителей.


napravlenie-pedagogicheskoe-obrazovanie-profil-istoricheskoe-obrazovanie.html
napravlenie-podgotovki-01050062-matematicheskoe-obespechenie-i-administrirovanie-informacionnih-sistem-podgotovki.html
napravlenie-podgotovki-090303.html