Окислительно-восстановительные реакции. Бахметьева Л.М - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

окислительно-восстановительных превращений железа в кислой среде и
соответствующие им величины потенциалов:
Fe
2+
+ 2e = Fe Е
о
1
= -0,44 в
Fe(CN)
6
3-
+ e = Fe(CN)
6
4-
Е
о
2
= 0,36 в
Fe
3+
+ e = Fe
2+
Е
о
3
= 0,77 в
FeO
4
2-
+ 8H
+
+ 3e = Fe
3+
+ 4H
2
O Е
о
4
= 1,90 в
Для расчета неизвестных потенциалов полуреакций можно пользоваться
значениями уже имеющихся потенциалов ступеней восстановления. На-
пример, из известных значений потенциалов для переходов Fe
2+
→ Fe (Е
о
1
= -0,44 в) и Fe
3+
→ Fe
2+
(Е
о
3
= 0,77 в) можно рассчитать стандартный по-
тенциал перехода Fe
3+
→ Fe (Е
о
х
):
Fe
3+
+ 3e = Fe
о
; Е
о
х
=
3
)77.0(1)44.0(2
3
E1E2
o
3
o
1
+−
=
+
= -0,04 (в).
Следует иметь в виду, что табличные значения Е
о
всегда приводятся в
расчете на один электрон. Именно поэтому в расчетную формулу вводят-
ся множители перед Е
о
1
и Е
о
3
(2 для Е
о
1
,
1 для Е
о
3
) и делитель 3. Весь рас-
чет основан на аддитивности свободных энергий Гиббса ступеней восста-
новления:
ΔG
o
=ΔG
o
1
+ ΔG
o
3
= (-n
1
E
o
1
F) + (-n
3
E
o
3
F) = -2(-0.44)F – 1(0.77)F = 0.11F Дж
E
o
=
3
11.0
nF
G
o
−=
Δ−
= -0.04 в.
Запишем в ряд окисленные и восстановленные формы этих полуреакций
по убыванию степеней окисления железа, затем соединим их стрелками по
направлению восстановления с указанием соответствующих значений Е
о
и
получим диаграмму Латимера для железа в кислой среде:
2.20 0.771 0.44022- 3 2
4
FeO Fe Fe Fe
++ −++
⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→
-0.04
0.36 1.534
66
[Fe(CN) ] [Fe(CN) ]
+−−−
⎯⎯⎯→⎯⎯⎯→
В общем случае термодинамическая неустойчивость вещества с дан-
ной степенью окисления в водном растворе может быть обусловлена сле-
дующими причинами:
1) способностью в кислой среде ([H
+
] = 1моль/л, рН=0, стандартные
условия) восстанавливать катионы водорода
25

Страницы