nekrasovI (1114433), страница 95
Текст из файла (страница 95)
' 6) В отдельных редкмх случаях подбор коэффициентов удобно начинать с атомов эаеменэа, не изменяющего свою значность. Например, при накаливании кадага м.. «м»р», !эез. зза «. катод Ркис- доссталеиие иодлеииз Патере Получеиие деаеестдои эеокероиод 10» УП Седьмоч гррлла периодической системы бария реакция влет по схеме: +5 -2 <т< о о Ва(1 О<)з — ь Вяз(! О<)з+ 1<+ Оз Уравннвапне числа атомов бария дает 5Вз(10<)з-< Вяз(10,)з.
Учнтывая затем чясло атомов пода в кислородв, получаем окончательно: 5Ва(10,), = Вяз(10<)<+412+902. Иногда целесообразно расчленять сложный процесс на более простые. Нзпрнмер, нитрат кобальта распадается прн иагреваинн по схеме +2 +5 -2 +З -2 « -2 О Со((<) ОВ< — » Со<05+ 5) 02+ Оз т. е. зз счет восстановления азоте окнсляются н кобальт, и часть кислорода. Ограни.
чнваясь пока кобальтом, получаем 2со(><(оз)з-ь Сото< + 4ХО<. Проверня затем кисло. род, находим 2Со(ХО<)з — СоО,+4ХО<-1-0 н окончательно: 4со()<)0<)з — —. = 2Со<05+ 6»НО<+ Оз 7) Ввиду малой полярности связей в органнческнх соединениях часто трудно решить, какие нз атомов в молекуле поляризованы положительно н квкне отрицательно. Поэтому прн составления уравнений реакцнй окисления оргвннческнх соедв. неннй основные коэффициенты удобнее находнть не по непосредственному подсчету числа электронов, в определяя предварительно чнсло атомов кислорода, необходимое для перевода нсходнай молекулы в продукты реакции.
Зная затем, что кажлый пошедший нз окисление атом кнслорола соответствует переходу двух электронов, легко нвйтн и основные коэффнцненты уравнення, ПРимер 1, Прн окнсленнн этнлового спирта (СзН,ОН) до уксусной кяслотм (СН<СООН) в исходную молекулу вврднтся однв лишний атом кислорода н, кроме того, нз нее удаляются лва атома водорода, для связывания которых необходвмо затратить еще один атоы кнслорола.
Таким образом, каждая молекула зтнловогз спирта потребляет два атома кислорода, что соответств>ет отдаче четырех электро. нов. В соответствии с этим и находвт основные коэффнцненты уравнения: ЗС<Н<ОН+ + 4КМнО, = ЗСН,СООК + 4МпО + КОН + 4Н О. Пример 2. Действием КМпо< в кислой среде глюкоза может быть нацело окне. лена по схеме; С<Н»зо<-ьбсоз+БН<0.
Подсчнтыввя чнсло атомов кислорода в тлю. козе н продуктах ее окисления, вндим, что иа каждую молекулу глюкозы нужно за тратить !2 атомов кнслородз. Это соответствует отдаче 24 электронов, в связи с чен н находим основные коэффицненты уравнения: Бс<Н<20<+ 24КМпо< + ЗБН,ЗО< - ! 2К<50» + 24Мп$0, + ЗОСО< + ББН<0. Б) Обратными днсмутацин являются процессы, прн которых пронсходнт вырав. н н в в н н е эначностей атомов одного н того же элемента (р е в к ц н н к о н и у т в.
ц нн). Примером может служить термическое разложение азотистокнслого аммония: -з +з о !<)Н ><)О 2Н О+ 5) 9) Так как вещества левой части прнведеиного в основном тексте уравнення почтв неднссоцнированы, а правой, наоборот, днссоцнированы сильно, реакцня в воякой форме имеет внд: 312+ ЗН 0 «~ БН' +102+ 5!'. Отсюда видно, что кнслая среда далжнз благоприятствовать смещению равновесня влево (блвгодаря увеличеняю кон. цеитрацнн ионов Н ), а щелочнав — вправо (благодаря связыванвю ионов Н' нонн.
мн ОН' срелы). 10) Интересный прнмер полного обращения оквслительио.восствнаввтельной фунхпнн соелннення прн сравнительно небольшом изменении рН среды дают прнводнмме ниже ревкцни перекнсн водорода: 12+ 5Н<оз — ь 2НРО<+ 4Н<0 2Н105+ 5Н<0< — » 1<+ БН<О+ 50г В первом нэ этих процессов Нзоз выступает квк оквслв тель, во втором — кзх восстановнтель. з 5 5.
Окиглительно-восстановительные реакции ад»сант»ль пн н,а, О, +2.от +22т +!лз +!Де +О.ЗВ +О,Ю а кяелоа среде +2,42 Пот»нияад. е ! ° щелочное среде +!да Из этих данных видно, что наиболее отчетливо окислительная тенденция выражена у атомарного кислорода. Хотя окнслительный потенциал Н20, в кислой среде значительна выше, чем в щелочной, ее окнслительная а кти в ность имеет обратный характер: реакции окисления в кислой среде обычно протекают медленно, а в щелочаой — быстро. Восстановительная тенденция Н,02 характеризуется потенциалами (069 е (кислая среда) и — 005 в (щелочная среда). !3) Как правило, окнслнтельно-восстановительные процессы протекают в водных растворах.
Однако достаточно знергичнымн восстановнтелямн (например, Н-) сама вода может быть восстановлена до свободного водорода, а достаточно снльнымн окнслнтелями (например, Гз) — акнслена до свободного кислорода. Поэтому устойчивыми в валных растворах будут ие всякие окнслнтелн и восстановители, а лишь такие, потенциалы которых лежат в определенных пределах. Из рнс. ЧП-21 видно, что к обзасти полной устойчивости примыкают довольно широкие (и резко не отграниченные) зоны, в которых восстановнтелн нли окнслителн практически устойчивы нз-за медленности их взаимодействия с водой. 14) Если элемент имеет несколько различных зиачнастей (степеней окисления), то отвечающие переходам между инин окнслительно-восстановительные потенциалы 11) Соотношение между понятнямн «окислитель» н «восстановитель» может быть выражено схемой; окислитель -1- электроны е воссгипоеитель.
Например, в системе 1,+ 2е«~ 2!' свободный нод является окислителем, а нон !' — восстановителем. Подобные системы аналогичны тем, на основе которых устанавливаются электродные потенциалы ыеталлав (Ч $8 доп. 3). 12) Если в раствор, содержащий равные единицы активности (Ч 5 5 доп. 26) окислителя и восстановителя, опустить платиновую пластинку и сочетать такой электрол с водородным (рнс, Ч-34), то может быть определен нормальный опислительно-еосстиновигсльный потенциал (Е») данной системы. Потеиииал этот (для установления которого существуют н другие методы) характеризует относительную — по сравнению с водородом в ствпдартныч условиях — тенденцию данного окисл!меля к присоединению электроноа нлп восстановителя к их отдаче, Прн по-тг .».
ложнтельном знаке потенциала система имеет иренмуществеипа окислительный при отрицатель Ог Васс ~ ~ление яом — преимущественна восстановительный ха. босса»и" рактер. например, нормальные потенциалы сн- -Ое Весне~ аа Зи стем ге+ 2е = 2Е н Не+ 2е = 2Н равны соот- 27,0 й б оса!» ветствеино +2.87 н — 2,25 е. Следовательно, ума. лекулы Ез сильна выражена окислительнан теи- сп»зи деаиня, а у нона Н- — восстановительная. ис оды Обе приведенные реакции протекают без уча- +ь)й иие кисла" ляя напав воды, поэтому нх па ниналы ие гг «ис -- О зависят от рН среды. Однако в большинстве слу- 3С «ьчвО чаев такая завнсныость существует. Например. «г,б ,.) игпи Охи. отвечающий реакции 2Н + 2е = Нз потенциал водородного электрода при рН = 0 равен 0,00 в (по определению), ио в общей форме Ен = Рис.
У2! 2!. Устоя»нво»ть во»»тая»а»- = -006 рН, т. е. становится равным — 0,42 е»»а»в н о«я»ли!ел»в ° водная»р»д». прн рН = 7 и — 0,84 е при рН = 14 (рис. Ч-35). В подобных случаях для рассматриваемых систем часто приволятся два значения потенциала — в кислой (рН = О) и щелочной (рН Н) средах.
Например, окислительная тенденция различных реакционных форм кислорода характеризуется следующими даннымн: РТА Седьмая еруяоо периодической система +1 +3 +4 +0 +1.Я ' +1,04 1 +1,21 г +1.!Ь ', +0,40 ! +О,Ю 1 +1,16 ! +ОЛО г +1эж ! +1,40 1 1 Эаачиосгь à — 1 О +т +1.!9 +Оде +! .70 С! ' +1ЛВ 1 ! +1ЛЕ Вг !1+1ЛВ .„ :, +1,00:" : +Оде ..: : +оде:. Ньрчальггыа рога«и«а«и +1.0 +ол Потеипиалы переходов, не показанных на подобных схемах. часто ьгогут быть рас. считана по привеленнылг данным. Наприиер, для перехода НС!01-«С11 в кислой среде будем иметь: (+1,10+ 127+ 164-2+ 1.63):б +1,47 в.
Соотношение между окнслительными потенциалами различных галоидных соеди. пений наглядно показано на рнс. ч'11-22. Из него вытекает, в частности, энергетиче. скос обоснование привеленного в основном тексте примера зависимости направления процесса от реакции среды; в кислой среле окне. лнтельный потенциал 11 ниже, чем у Н!Оа, в ьгдд в щелочной выше, чем у !Оа. Для окисла. тельных потенциалов астата при рН = 1 дают. ся значения (в): .ЬОЛ .11,0 +1.З А(' а А(о ' А( — а.
А101 рюг а Г. ьг +5 Ь 5 Ь ст ,1ьаалеста Под А(* следует, по.видимому, понимать ОА1'. 10) При пользовании окнслнтельио-восста. новительнымн потенциалами нельзя забываем что их значения зависят от активностей (в первом приближении — концснтраинй) окисленной и восстановленной форм данного вещества. Зависимость эта имеет вид Ркс. 01! 22. Окнслнтальаа«л«аграикь гало«а«ы« сааза«а««я. + 000 ! (о ««сл.) (Оаосст.)и где х н у — коэффициенты при окисл!пеле и восстаиовителе, а и — число передаваш мых в элементарном процессе электронов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
