Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 62 стр.

           Cr2 O 72- + 14H + + 6e → 2Cr 3+ + 7 H 2 O 6 1                     предполагалось, что окислительно-восстановительная реакция
                                                                             возможна.
                     S 2− − 2e → S            2 3                                  Саму же возможность протекания ОВР определяет измене-
                          +     2− 3+
           Cr2 O 7 + 14H + 3S → 2Cr + 7 H 2 O + 3S
                 2-
                                                                             ние энергии Гиббса (второй закон термодинамики). Если измене-
      4. Чтобы от ионного уравнения перейти к молекулярному,                 ние энергии Гиббса окислительно-восстановительной реакции
необходимо в левой части ионного уравнения к каждому аниону                  ниже нуля, то реакция возможна в прямом направлении. Если
приписать соответствующий катион, а к каждому катиону – ани-                 изменение энергии Гиббса больше нуля, то прямая реакция в
он, после чего такие же ионы в том же количестве нужно напи-                 данных условиях невозможна, а возможна лишь обратная реак-
сать и в правой части уравнения, а затем ионы объединить в мо-               ция. Изменение энергии Гиббса реакции можно рассчитать, зная
лекулы. Согласно сказанному, для составления молекулярного                   энергии Гиббса реакций образования продуктов и исходных ве-
                                                                             ществ, которые для стандартных условий приводятся в справоч-
уравнения объединим противоион K + с отрицательно заряжен-                   никах.
ными ионами и учитываем среду H 2 SO 4 :                                           Предсказать возможность осуществления и направления
K 2 Cr2 O 7 + 3K 2S + 7H 2 SO 4 → Cr2 (SO 4 ) 3 + 4K 2 SO 4 + 3S + 7 H 2 O   окислительно-восстановительных реакций можно также и по зна-
                                                                             чениям ЭДС. Реакция может протекать в прямом направлении,
      5. В левой и правой частях уравнения по 35 атомов кисло-               если ЭДС имеет положительное значение (см. главу 5.1):
рода, следовательно, уравнение реакции составлено верно.                                       ЭДС = ϕ окисл. − ϕ восст. > 0 .
      6. Сумма коэффициентов равна 1+3+7+1+4+3+7=26.                               Чем значительнее разность между ϕ окисл. и ϕ восст. , тем
      Обратите внимание, что для определения отданных и при-
                                                                             больше ЭДС реакции, тем сильнее уменьшается свободная энер-
нятых электронов (примеры 2, 3, 4) нам не приходится опреде-
                                                                             гия системы и тем полнее протекает окислительно-
лять степень окисления элементов. Кроме того, мы учли влияние
                                                                             восстановительный процесс. Поэтому в первую очередь восста-
среды и автоматически определили присутствие воды в правой
                                                                             навливается тот окислитель, который имеет более высокое значе-
части уравнения. Несомненно, этот метод гораздо больше соот-
                                                                             ние потенциала.
ветствует химическому смыслу, чем метод электронного баланса.
                                                                                   Выше было показано, что стандартные электродные потен-
      Таким образом, метод электронно-ионного баланса более
универсален по сравнению с методом электронного баланса и                    циалы ϕ 0 определяются экспериментально с помощью водород-
имеет неоспоримое преимущество при подборе коэффициентов                     ного электрода. Эти значения потенциалов, полученные для 1
во многих окислительно-восстановительных реакциях, в частно-                 моля вещества при стандартных условиях, являются справочны-
сти с участием органических соединений, в которых процедура                  ми величинами.
определения степеней окисления является очень сложной.                             Зависимость электродных потенциалов от концентрации
                                                                             веществ определяется формулой Нернста. Ее можно получить на
                5.3.2. Направление реакции                                   основании константы равновесия для реакции, протекающей в
       окисления-восстановления. Уравнение Нернста                           гальваническом элементе Даниэля-Якоби, рассмотренной выше:
                                                                                                           k1
                                                                                              Zn + CuSO 4 ⇔ ZnSO 4 + Cu .
      В рассмотренных примерах составления окислительно-                                                   k2
восстановительных реакций в предыдущем параграфе априори                          Для данной реакции в ионной форме

                                  120                                                                     121