5. Рассчитать значение константы химического равновесия данной реакции.

Величина константы равновесия ОВР связана с значением её ЭДС уравнением:

.

В этом уравнении n – наименьшее кратное чисел электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем.

6. Оценить влияние различных факторов на направление протекания окислительно-восстановительных реакций

Окислительно-восстановительная реакция протекает в том на­правлении, в котором осуществляется полуреакция с более высоким значением потенциала. Поэтому факторы, влияющие на величину по­тенциала, оказывают влияние и на направление протекания ОВР. К таким факторам относятся:

1) концентрация потенциалопределяющих ионов;

2) величина рН раствора;

3) температура раствора;

4) величина ПР малорастворимого продукта реакции;

5) величина константы нестойкости образующегося комплексно­го иона.

3. Окислительно-восстановительные процессы с участием электрического тока. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов. Электролиз с инертными и активными электродами. Схемы процессов на электродах. Получение неорганических веществ и их очистка при помощи электрического тока. Химические источники тока.

1. с. 155-159; 2. с. 285-295;; 4. с. 236; 6. с. 285-287; 11. с. 350-358.

Э лектролиз – электрохимический окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплавы или растворы электролитов.

При электролизе энергия электрического тока превращается в химическую энергию и при этом осуществляется процесс, обратный происходящему в гальваническом элементе.

О

Рис.6.

Схема процесса электролиза расплава хлорида кальция

братите внимание, что заряды электродов при электролизе противоположны зарядам электродов в гальваническом элементе. Поэтому:

Катод – отрицательно заряженный электрод, соединённый с отрицательным полюсом источника тока. На его поверхности протекают процессы катодного восстановления. Катод всегда изготавливается из инертных материалов (графит, платина, золото, иридий и др.)

Анод – положительно заряженный электрод. На его поверхности всегда протекают процессы анодного окисления. Анод может быть изготовлен как из инертных материалов («инертный» или «нерастворимый» анод), так и из металлов, способных в ходе электролиза переходить в раствор («активный» или «растворимый» анод).

При пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита содержащиеся в нём ионы принимают направленное движение: положительно заряженные катионы направляются к отрицательно заряженному катоду, а отрицательно заряженные анионы – к положительно заряженному катоду (Рис. 6).

Процессы на катоде.

1. В расплавах электролитов на катоде всегда происходит восстановление катионов металлов по схеме: Меⁿ⁺ + ne^— = Me⁰ .

2. В водных растворах электролитов характер процессов на катоде определяется природой катионов:

а) катионы H⁺ : 2Н⁺ + 2е^— = Н₂.

б) катионы [Li⁺ – Al³⁺ ] и катионы NH₄⁺: 2Н₂О + 2е^— = Н₂ + 2ОН^—.

в) катионы [Bi³⁺ – Au³⁺]: Меⁿ⁺ + ne^— = Me⁰ .

г) катионы [Mn²⁺ – Pb²⁺]: одновременно восстанавливаются катионы металлов и молекулы воды.

Процессы на инертном аноде.

1. В расплавах электролитов.

а) анионы ОН^—: 4ОН^— – 4е^— = О₂ + 2Н₂О;

б) галогенид-анионы Гал^— : 2Гал^— – 2е^— = Гал₂⁰;

в) сульфид- и селенид-анионы Э^2— : Э^2— – 2е^— = Э⁰;

2. В водных растворах электролитов.

а) анионы ОН^—: 4ОН^— – 4е^— = О₂ + 2Н₂О;

б) анионы Гал^— кроме F^—: 2Гал^— – 2е^— = Гал₂⁰;

в) сульфид- и селенид-анионы Э^2—: Э^2— – 2е^— = Э⁰;

г) анионы кислородсодержащих неорганических кислот и анионы F^-:

2H₂O – 4e^— = O₂ + 4H⁺

д) анионы карбоновых кислот: 2RCOO^— – 2e^— = R₂ + 2CO₂.

При электролизе с растворимым анодом происходит его окисление по схеме:

Ме⁰ – ne^— = Meⁿ⁺.

Образующиеся при этом катионы переходят в раствор и восстанавливаются на катоде. Таким образом, электролиз с растворимым анодом заключается в переносе металла с анода на катод.

Пример. С оставим схемы процессов, протекающих на электродах при электролизе раствора хлорида натрия и общее уравнение процесса:

П ример. Составим схемы процессов, протекающих на электродах при электролизе раствора сульфата меди(II) и общее уравнение процесса:

Пример. Составим схемы процессов, протекающих на электродах при электролизе раствора сульфата калия и общее уравнение процесса.