Понятие о стандартном окислительно-восстановительном потенциале. Направление окислительно-восстановительных процессов

При использовании инертных электродов в гальванических элементах (угольно-графитовых, платиновых) материал электрода играет только роль переносчиков электронов. Для количественной характеристики окислительно-восстановительных систем в таком случае используют значения стандартных окислительно-восстановительных (редокс) потенциалов (см. табл. 2).

E_{ок/восст} = E⁰_{ок/восст} + , Е_{ок/восст} = Е⁰_{ок/восст} + ,

где С_окисл - концентрация окисленной формы, моль/л;

С_восст - концентрация восстановленной формы, моль/л

В общем виде равновесие на электродах для простых систем записывается уравнением:

Окисл. форма + ne Û Восст. форма

Разность стандартных электродных потенциалов окислителя и восстановителя дает величину электродвижущей силы гальванического элемента (Е)

Е = Е⁰_окисл - Е⁰_восст

Из соотношения следует, что возможны только те окислительно-восстановительные процессы, которые обеспечивают положительное значение ЭДС (Е).

По величинам окислительно-восстановительных потенциалов можно судить о направлении окислительно-восстановительных процессов.

Пример 1

Реакция Sn²⁺Cl₂ + 2Fe³⁺Cl₃ 2Fe²⁺Cl₂ + Sn⁴⁺Cl₄

Sn²⁺ + 2Fe³⁺ 2Fe²⁺ + Sn⁴⁺

Sn²⁺ – 2e Sn⁴⁺ ; Е⁰ Sn⁴⁺ / Sn ²⁺ = 0,15 B

Fe³⁺ + e Fe²⁺ ; Е⁰ Fe³⁺ / Fe ²⁺ = 0,77 B,

протекающая в гальваническом элементе с инертными электродами (рис. 4), будет идти в прямом направлении, так как ЭДС положительна при условии, что система Sn⁴⁺ / Sn ²⁺ будет восстановителем, а система Fe³⁺ / Fe ²⁺ - окислителем:

E = Е⁰_ок - Е⁰_восст. = Е⁰ Fe³⁺ / Fe ²⁺ - Е⁰ Sn⁴⁺ / Sn ²⁺ = 0,77 – 0,15 = 0,62 B

	(+) катод		(-) анод

Рис.4 Схема гальванического элемента с инертными электродами.

Схематическая запись данного гальванического элемента будет иметь вид:(-) Sn²⁺ Sn ⁴⁺ Fe³⁺ Fe ²⁺ (+)

Дата добавления: 2013-12-14