Константа равновесия окислительно- восстановительной реакции

Направление окислительно-восстановительных реакций

Значения стандартных потенциалов позволяют оценить направление реакции. Реакция окисления-восстановления протекает в заданном направлении в том случае, когда разность между стандартными потенциалами редоксипар будет величиной положительной,т.е.

E=E ⁰₁ -E⁰ ₂>0.

Чем больше разница E⁰₁-E⁰₂ тем больше вероятность протекания данной реакции.

Пример2. Определите в каком направлении пойдет реакция между Fe³⁺и иодид-ионом?

Решение: Запишем соответствующие полуреакции и найдем в таблицах значения стандартных потенциалов:

Fe³⁺ + е D Fe²⁺ В;

I₂ + 2е D2I^- В.

Найдем разность потенциалов:

E=E ⁰₁ -E⁰ ₂= 0,77В-0,54В=0,23В.

Положительная разность потенциалов указывает на протекание реакции в направлении окисления йодид- иона железом (III).

2Fe³⁺+ 2I^- D Fe²⁺ + I₂

О возможности протекания реакций окисления- восстановления можно судить по величине константы равновесия, которая связана со стандартными потенциалами редоксипар уравнением:

lg K = ,

где E⁰_Ох и E⁰_Red стандартный потенциал пары, выступающей в данной реакции в качестве окислителя (E⁰_Ох) и в качестве восстановителя(E⁰_Red);

n - число электронов, участвующих в реакции.

Реакция может протекать в прямом направлении, если К>1.Чем больше численное значение К, тем полнее протекает реакция.

Пример3: Рассчитайте константу равновесия реакции:

MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺DMn²⁺ +5Fe³⁺+ 4H₂O

Решение: Находим стандартные окислительно-восстановительные потенциалы и записываем уравнения полуреакций:

MnO₄^-+5 +8H⁺DMn²⁺ + 4H₂O В

Fe²⁺- DFe³⁺ В

Число электронов, участвующих в реакции, равно 5. Находим величину К:

lg K = =62,7

К≈ 10^63.

Численное значение константы К >>1, значит реакция прошла практически полностью в прямом направлении.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое окислительно-восстановительная полуреакция?

2. Какие реакции называют окислительно-восстановительными?

3. Что такое стандартный окислительно-восстановительный потенциал?

4. Что такое формальный потенциал? От каких факторов зависит его величина?

5. Напишите уравнение Нернста и пояcните значения входящих в него величин.

6. Как определить направление реакции окисления-восстановления и полноту ее протекания?

7. Запишите уравнение для расчета константы равновесия окислительно-восстановительных реакций и поясните значения входящих в нее величин.

Дата добавления: 2014-11-16