fél-reakció módszerrel - studopediya
Ahogy a neve felfedi magát, ez a módszer azon alapul, a készítmény ionos egyenletek a folyamat oxidációs és redukciós folyamatot, majd összeadásával őket egy általános egyenlete. Példaként egyenlet össze ugyanazt a reakciót, amely a használt elmagyarázza a technika elektronikus mérleget. Átadásával hidrogén-szulfid H2S révén savanyított kálium-permanganát oldattal KMnO4 bíbor szín eltűnik, és az oldat zavarossá válik. A tapasztalat azt mutatja, hogy az az oldat zavarossága eredményeképpen jön létre az oktatás betétek elemi ként, azaz a. Folyamatábra:
Ez az áramkör kiegyenlítődik száma atomok. Beállításához a töltések száma szükséges a bal oldali részén a rendszer, hogy elvegye két elektron, akkor cserélje ki a nyíl a jele az egyenlőség:
Ez az első fél-reakció - az oxidációs a redukálószer H 2 S.
Elszíneződés a megoldás miatt az átmenet ion MnO4 - (ő bíbor) a Mn 2+ ionok (gyakorlatilag színtelen, és csak nagy koncentrációban van egy enyhén rózsaszínű szín), hogy ki lehet fejezni egy diagramon
A savas oldatot oxigén tartalmaz a kompozíció MnO4 ionok. együtt hidrogén-ionok végül képez vízzel. Ezért, a folyamat a felvétel az átmenet-, mint ez:
Ahhoz, hogy cserélje ki a nyíl a jele az egyenlőség, szükséges, hogy kiegyenlítse és díjakat. Poskol-ku kiindulási anyagok hét pozitív töltések (7+), és a végső - két pozitív (2+), akkor az állapot megőrzése díjak kell lennie, hogy a bal oldalon a diagram hozzá öt elektronok:
Ez a második fél-reakció - helyreállítási folyamat oxidálószer, azaz permanganát-ion
Egy átfogó reakcióegyenlet kell fél-reakció egyenletek termwise hajtogatott, előre kiegyenlíti a számot adott és kapott elektronov.V ebben az esetben, találd meg a legkisebb olyan szabályokat határoz meg az szorzók, amelyek szaporodnak egyenlet polureaktsiy.Sokraschenno felvételt az alábbiak szerint végezzük:
És azáltal, hogy csökkenti a + 10H. Végül eljutunk
Mi helyességét megfogalmazott ionos formában egyenlet: oxigénatomok számának a bal oldali részén a 8, 8 a jobb oldalon; száma díjak a bal oldali (2 -) + (6+) = 4+ a pravoy2 (2+) = 4+. Egy egyenlet helyesen történik, mivel az atomok és díjak kiegyenlítését.
fele reakció módszerrel megegyezik a reakciót egy ionos formában. Ahhoz, hogy menjen, hogy az egyenlet molekuláris formában, a következőképpen kell eljárni: a bal oldalon az ionos egyenlet minden anion válassza ki a megfelelő kation, és mindegyik kation - anion. Ezután az azonos ionok azonos számú írási jobb oldalon az egyenlet, akkor az ionok kombinálni Molek-ly:
Tehát a készítmény a egyenletek redox reakciók alkalmazásával fele reakció módszerrel az a következménye, hogy az elektronikus egyenleg módszer.
Vessük össze a két módszer között. Méltóság ymetoda fele reakciója Com-elemmel szemben egy elektronikus mérleg által. nem hipotetikus ionokat használnak, és ténylegesen létező. Tény, hogy nem-ionok és az ionokra oldatban
A módszer félig reakciók nem kell tudni, hogy az oxidáció mértékét az atomok. Írása egy külön fél-reakció egyenletek ion-q.s.. Dimo megértéséhez kémiai folyamatok a sejtben, és az elektrolízis. Ezzel a módszerrel, hogy a szerepe a környezet aktív résztvevője a folyamatban. Végül, amikor módszerrel félig reakciók nem kell tudni, hogy minden a keletkező anyag, úgy tűnik, a reakció egyenlet levezetésére is. Ezért a fele reakció módszerrel kell előnyben részesíteni, és alkalmazza azt a készítmény-lenii egyenletek redox reakciók, pro-Tek vizes oldatokban.
Elektrokémiai feszültség sorozat
A potenciális különbség „elektród anyag - megoldás” just-sósav szolgál mennyiségi jellemző egy anyag (mindkettő fémek és nemfémek) megy oldatba ionok, azaz karakter Stick RH ion kapacitás és a megfelelő anyagot.
Ez a potenciális különbség az úgynevezett potenciálja.
Azonban az ilyen közvetlen mérési módszerek a potenciális különbség nem létezik, úgy van elrendezve, hogy meghatározza azokat kapcsolatban az úgynevezett standard hidrogén elektród, amelyek hatékonyak al hagyományosan venni nulla (gyakran nevezik a referencia elektród). Standard hidrogén elektród tartalmaz egy platina lemezt bele a savas oldatban con-központosítás a H + ionok 1 mol / l, és mossuk az áramban hidrogéngáz standard körülmények között.
A megjelenése a kapacitást a standard hidrogén elektród lehet az alábbi képlettel ábrázolható. A hidrogén-gáz adszorbeálódik platina lép atomi állam:
Között az atomos hidrogén képződik a felületen az ostya, hidrogén ionok oldatban és platina (! Elektron) is felfoghatók dinamikus egyensúlyi állapot:
A teljes folyamatot alábbi egyenlet fejezi ki:
Platina nem vesz részt oxidációs - redukciós folyamat, de ez csupán egy hordozót atomos hidrogén.
Ha egy fémlemezt merítjük sóoldat, amelynek koncentrációja fémionok 1 mol / l, hogy csatlakozzon egy standard hidrogén elektród, akkor megkapjuk az elektrokémiai cella. A elektromotoros ereje ezen elem (elektromotoros erő) mérve 25 ° C-on, és jellemzi az elektron-szabvány-elektród potenciálját a fém, tipikusan jelöljük E 0.
Tekintettel a rendszer H 2 / 2H + Egyes anyagok fog viselkedni, mint oxidálószerek egyéb - redukálószerként. Van most gyakorlatilag szabványos lehetőségeit számos fém és nemfémek, amelyek jellemzik a relatív képességét redukálószer oxidálószerek vagy ország vagy elektronbefogás.
A potenciálok az elektródák meghatalmazotti redukálószerek között a hidrogéngáz, hogy a jel „-” és „+” jel jelöli a potenciálok az elektródák, amelyek oxidálószerek.
Ha fémek vannak elhelyezve a sorrendben egy kosár-ránc azok standardpotenciál, ez képezi egy úgynevezett mosolygó elektrokémiai feszültség sorozat fém halászat:
Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, N, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
Számos stressz jellemzi a kémiai tulajdonságai a fémek.
1. A több negatív elektród potenciálját a fém, annál nagyobb a rugalmassága.
2. Minden egyes fém képes leszorítani (visszaállítási) azoktól fémek sóoldatok, amelyek közül a fémek után stressz. A kivételek az egyetlen alkáli- és alkáliföldfémek, amely nem fogja vissza más fémionok oldataiból sóik. Ez annak köszönhető, hogy az a tény, hogy ezekben az esetekben nagyobb sebesség reakciók a kölcsönható kölcsönösen-fémek vízzel.
3. Minden olyan fém, melyek negatív normál elektron-elektród-potenciál, azaz található, az elektrokémiai sorban fém halászati maradt hidrogén, kiszoríthatja azt a savas oldatok.
Meg kell jegyezni, hogy a bemutatott számú jellemzi a viselkedését a fémek és fém sók vizes oldatban csak, hiszen a potenciálokat konkrét kölcsönhatása egy bizonyos ion az oldószer-molekulák. Ezért számos elektrokémiai lítium kezdődik, míg az aktívabb kémiailag rubídium és kálium jobb lítium. Ez annak köszönhető, hogy rendkívül nagy energia pro-átengedése hidratációs lítium-ion, összevetve más alkálifém-ionok.
Az algebrai értéke a standard redox potenciál írja le oxidatív aktivitása a megfelelő oxidált formában. Ezért értékeinek összehasonlítása a normál redoxpotenciálok lehetővé teszi számunkra, hogy válaszoljon a kérdésre, hogy egy redox reakció lép fel?
Így, az összes fél-reakció oxidációs halogenidion- szabad halogén
2CI - - 2e = Cl2 E 0 = -1,36 V (1)
2Br - 2e Br2 = E 0 = -1,07 V (2)
2I - 2e = I2 E 0 = -0.54 V (3)
lehet végrehajtani standard körülmények alkalmazásával, mint oxidálószer ólom-oxid (IV) (E 0 = 1,46 V) vagy kálium-permanganát (E 0 = 1,52 V). Ha a kálium-dikromát (E 0 = 1,35 V) végezhetjük egyetlen reakciója (2) és (3). Végül, a felhasználásra oxidáló salétromsavat (E 0 = 0,96 V) lehetővé teszi, hogy csak a fele reakciót, a jodid-ionokkal (3).
Így a mennyiségi értékelésekor kritériumként előfordulásának lehetősége egy adott redox reakció pozitív értéke a különbség standard redox potenciál fele-reakciót az oxidációs és redukciós.
Állítsa be a IAD. hogy alakulhat ki az elektródák az elektrolit oldat vagy olvadék által áthaladó elektromos áram segítségével őket, az úgynevezett elektrolízis.
A katódon áramforrás elektrontranszfer folyamat megy végbe kationok oldatban vagy olvadékban, így a katód „csökkenti” .A az anód bekövetkezik anionok visszahatás elektronok, így az anód „oxidálószer”.
Az elektrolízis a anód és a katód egymással versengő folyamatok következhetnek be.
Lefolytatása során az elektrolízis alkalmazásával inert (nem fogyó) anód (például platina vagy grafit) általában két versengő oxidációs eljárás ivosstanovitelnyh:
az anód - savanyítása anionok és a hidroxid-ionok a katódon - behajtására kationok és hidrogén-ionokat.
Lefolytatása során az elektrolízis segítségével aktív (áldozati) anód folyamat bonyolult és a versengő
reakciók az elektródák a következők:
az anód - savanyítása anionok és hidroxid-ionokat, anódos oldódása fém - anód anyaga;
a katódon - a helyreállítása a só kation és hidrogén-ion helyreállítása fémkationok oldásával nyert
anód.
Amikor kiválasztja a legvalószínűbb folyamat az anód és a katód azon a feltételezésen alapul, hogy ez a reakció megy végbe, amely előírja, alacsonyabb költségek energii.Pri elektrolízise sóoldatok inert elektród a következő szabályok felhasználásával.
1. A következő termékeket lehet kialakítva az anódon:
a) az elektrolizáló tartalmazó oldatok anionok F -. SO4 2. NO3 -. PO4 3-. OH -, oxigén;
b) szabad halogénatom oxidációja során felszabaduló halogenid ionok;
c) ez történik az oxidáció során a szerves sav anionok:
2RCOO - - 2e → R-R + 2CO2.
2. A elektrolízise sóoldatok. tartalmú ionok. balra helyezkedik el, az elektrokémiai sorban Al 3+. a katódon hidrogén szabadul fel; ha az ion van elhelyezve, hogy a jogot a hidrogén, a fém kiválasztott.
3. A elektrolízise sóoldatok tartalmazó ionokat, között található az Al 3+ ionok és H +, hogy a katód is előfordulhat, mint egy versengő folyamatok helyreállítási kationok ivydeleniya hidrogénatom.
Tekintsük példaként a elektrolízise vizes réz-klorid inert elektródák. Cu 2+ ionok és Cl oldatban -, hogy az intézkedés alapján elektromos áram kerülnek a megfelelő elektródák:
A elektrolízise vizes oldatát egy aktív fémet oxisav sói (például KNO3) vagy fém kationok, vagy a sav maradék ionok nem sülnek. Hidrogén szabadul fel a katód és az anód - oxigén és elektrolízisével oldatot kálium-nitrát csökken elektrolitikus víz bontása.
Megjegyezzük, hogy az elektrolízis oldatok elektrolitok végezzen energetikailag kedvezőbb, mint megolvad, így elektrolitok olvad nagyon magas hőmérsékleten.
A függőség az összeg az anyag, amely az elektrolízis során időt és az aktuális ereje által megadott általános Faraday-törvény:
m = (E / F) • I • t = (M / (n • F)) • I • t,
ahol m - massza képződött elektrolízis során anyag (g); E - az egyenértékű anyag tömege (g / mol); M - moláris tömege anyag (g / mol); N - mennyisége ad, vagy elektron; I - áramerősség (A); t - Folyamat idő (s); F - Faraday-állandó, amely jellemzi az villamos energia mennyisége szükséges elkülöníteni egy ekvivalens tömege egy anyag (F = 96500 C / mol = 26,8 A • h / mol).