57. Окисленность элементов. Окислительно-восстановительные реакции.

Окисленность элементов.

Реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ, называются окислительно-восстановительными.

Неравномерность распределения электронов между атомами в соединениях получило название окисленности. При этом элемент, электроны которого смещаются к атомам другого элемента проявляет положительную окисленность, а элемент, к атомам которого смещаются электроны другого элемента проявляет отрицательную окисленность.

Число электронов, смещённых от одного атома данного элемента, или к одному атому данного элемента (при отрицательной окисленности), называется степенью окисления элемента.

Окислительно-восстановительные реакции.

а) Окислением называют процесс отдачи электронов атомам, молекулам или ионам. Степень окисления при этом повышается.

б) Восстановлением называют процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом. Степень окисления при этом понижается.

в) Атомы, молекулы и ионы, отдающие электроны называются восстановителями. Сами они при этом окисляются.

Атомы, молекулы и ионы, присоединяющие электроны называются окислителями. Сами они при этом восстанавливаются.

г) Окисление всегда сопровождается восстановлением (и наоборот).

Правило электронного баланса: число электронов, отдаваемых молекулами, атомами или ионами восстановителя, равно числу электронов, присоединенных молекулами, атомами или ионами окислителя.

58. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.

Существуют два метода составления окислительно - восстановительных реакций - метод электронного баланса и метод полуреакций. Здесь мы рассмотрим метод электронного баланса.

В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в продуктах реакции, приэтом руководствуемся правилом: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединённых окислителем.

Для составления уравнения надо знать формулы реагирующих веществ и продуктов реакции.

59. Электрохимические процессы. Гальванический элемент Якоби-Даниэля.

Химические окислительно-восстановительные процессы, которые сопровождаются возникновением электрического тока, или сами называются им, называют электрохимическими.

Гальванический элемент – это устройство, в котором на основе окислительно-восстановительных реакций получают электрический ток, т.е. химическая энергия реакции превращается в энергию электрического тока.

Максимальное значение напряжения гальванического элемента, соответствующее обратимому протеканию реакции называется электродвижущей силой данного элемента.

Электрод, на котором протекает процесс восстановления, называется катодом.

Причиной возникновения электрического тока в гальваническом элементе является разность потенциалов, возникающих на металлических электродах, которую называют разностью электродных потенциалов.

60. Электродные потенциалы. Уравнение Нернста. Стандартный электродный потенциал. Ряд стандартных электродных потенциалов.

В случае электрохимических процессов полу-реакции окисления и восстановления, протекающие на соответствующих электродах называют электродными процессами.

Электродвижущие силы в случае гальванического элемента представляют в виде разности 2х величин, каждой их которых отвечают данные полу-реакции. Эти величины называются электродными потенциалами.

В результате изучения потенциалов различных электродных процессов установлено, что их величины зависят от следующих факторов:

А) от природы реагирующих веществ участников электродного процесса;

Б) от соотношения между концентрациями (активностями) веществ;

В) от температуры.

Фи=фи0+(2,3 RT\ZF)*lg([Ox]\[Red]) – уравнение Нернста.

фи0 – стандартный электродный потенциал процесса.

R – универсальная газовая постоянная.

T – постоянная температура.

Z – число электронов, участвующих в процессе.

F – число Фарадея. F=96500 Кл\моль.

Ox – концентрация в окислительной форме.

Red – концентрация вещества в восстановительной форме.

Стандартный электродный потенциал – это потенциал данного электродного процесса при концентрациях всех участвующих в нём веществ = 1.

Концентрации = 1, называются стандартными концентрациями.

Для построения численной шкалы электродных потенциалов нужно потенциал какого-либо электродного процесса принять = 0.

Для определения потенциала того иди иного электродного процесса необходимо составить гальванический элемент из испытуемого и стандартного водородного электрода и измерить его ЭДС. Таким образом, потенциал окислительно-восстановительной системы измерим по отношению к обратимому водородному электроду, принятому за 0, при условии когда отношения активностей окисленной и восстановленной форм =1, называется стандартным электродным окислительно-восстановительным потенциалом.