Pentru reacțiile care apar în soluții, tendința de a transfera electroni de la un atom sau ion la altul este caracterizată de potențialul lor de reducere a oxidării.
Potențialul de reducere a oxidării (potențialul roșu-Ox) este diferența de potențial de echilibru care apare între electrod și soluție ca urmare a interacțiunii dintre ele.
Valorile potențialelor Red-Ox pentru condițiile standard () sunt date în cărțile de referință.
Cu cât valoarea potențialului Red-Ox este mai mică, cu atât proprietățile de reducere sunt mai puternice. Cu cât potențialul Red-Ox este mai mare, cu atât sunt mai mari proprietățile oxidante ale atomilor, ionilor și moleculelor.
De exemplu, pentru proces. .
potasiul este un agent reducător puternic.
adică, fluorul este un oxidant puternic.
Valoarea potențialului electrodului (E) depinde de natura electrodului, de concentrația (C) sau de activitatea (a) a ionilor în soluție și temperatură. Această dependență este exprimată prin ecuația Nernst:
unde este potențialul electrodului standard (prezentat în cărțile de referință); R este constanta gazului universal; n este numărul de electroni care participă la reacție; F este numărul Faraday; T este temperatura, K; Concentrația C, mol / l.
Cunoscând potențialul standard al oxidantului și agentului reducător, este posibil să se calculeze EMF-ul reacției ca diferență:
Dacă diferența dintre potențialul oxidantului și agentul reducător (rebound) este pozitivă (> 0), atunci reacția are loc în direcția dată.
Posibilitatea de a efectua un OBD determină potențialul izobaric-izotermic # 916; G. Valoarea E și valoarea G sunt legate:
Astfel, cunoscând potențialul roșu-ox, se poate prevedea direcția reacțiilor de reducere a oxidării: reacția se desfășoară în direcția aleasă dacă diferența de potențial este pozitivă și G<0.
Echipamente și materiale:
Trepied cu tuburi de testare; pipete de sticlă, apă distilată.
Reactivi lichizi: proaspăt preparat 0,5 N. soluții de Na2S03. KMnO4. H2S04. NaOH,
Metode și performanță de lucru:
Experimentul 1. Recuperarea permanganatului de potasiu cu nitrit de potasiu
1. Se adaugă 3-4 picături de acid sulfuric diluat H2SO4 la 5-10 picături de soluție de permanganat de potasiu KMnO4.
2. Apoi se adaugă, în picături, o soluție de nitrat de potasiu KNO2 (posibile cristalite) până când este complet decolorată. Ce cauzează formarea de gaz brun atunci când se adaugă un exces de nitrit de potasiu la soluția acidă?
3. Formați ecuația reacției în formele moleculare și ion-electron și numiți-o egală. Descrieți funcția fiecărei substanțe implicate. Indicați agentul de oxidare și agentul de reducere.
Experimentul 2. Efectul pH-ului mediului pe direcția reacțiilor de oxidare-reducere
1. Luați cele patru eprubete. În fiecare dintre acestea, se toarnă 9-10 picături dintr-o soluție de permanganat de potasiu KMnO4. Lăsați primul tub de testare drept control.
2. Adăugați 3 picături de 0,5 N în cel de-al doilea tub. soluție de acid sulfuric H2S04 (pH <7).
3. Se adaugă 3 picături de 0,5 N la cel de-al treilea eprubetă. soluție de hidroxid de sodiu NaOH (pH> 7).
4. Adăugați 3 picături de apă în al patrulea tub (pH ≈ 7).
5. În tuburile 2, 3 și 4, o soluție proaspăt preparată de sulfat de sodiu Na2S03 picătură cu picătură la o schimbare caracteristică a culorii soluțiilor. Cum se schimbă culoarea soluției în eprubeta 2? Ce compus sub formă de sediment a fost format în a treia eprubetă? Care ion dă soluție această culoare?
6. Cum a fost schimbată culoarea soluției în a patra epruvetă și de ce?
7. Scrieți ecuațiile reacțiilor în formulele moleculare și ion-electron și echivalați-le. Calculați greutățile moleculare ale echivalenților KMnO4 și Na2SO3 în aceste reacții.
8. Pe baza experimentelor efectuate, tragem o concluzie cu privire la natura produselor de reducere a ionului permanganat în funcție de pH-ul mediului. În ce mediu este ionul permanganat care prezintă o activitate oxidativă mai mare?
1. Oferiți o definiție a reacțiilor de reducere a oxidării.
2. Care este gradul de oxidare și potențialul redox?
3. Definiți noțiunile de "oxidant" și "reductor".
4. Ce proprietati sunt expuse de elementele la cel mai inalt si cel mai mic grad de oxidare; în grade intermediare? Dați exemple de astfel de substanțe.
5. Cum se determină direcția reacției OVR? Ce trebuie să știți pentru asta.
LUCRAREA LABORATORULUI № 12
"CORROZIUNEA METALELOR ȘI METODELE DE PROTECȚIE DIN CORROZIUNE"
Simulați în condițiile de laborator procesele de coroziune electrochimică a produselor metalice și metodele de protecție a acestora de deteriorarea coroziunii.
Procesul spontan de distrugere a metalelor sub influența mediului se numește coroziune.
Prin mecanismul de scurgere, coroziunea este împărțită în substanțe chimice și electrochimice. Coroziunea chimică este înțeleasă ca reacția eterogenă obișnuită care apare pe suprafața metalică. De exemplu, distrugerea fierului când este încălzită în aer. În acest caz, produsul de coroziune este oxid de fier (scară) 2Fe + O2 = 2FeO.
Coroziunea electrochimică apare în mediul electrolitic. Cauza coroziunii electrochimice este formarea de galvanopare - zone cu o valoare diferită a potențialului electrodului. Reacția de coroziune constă în două etape: una are loc într-o secțiune cu un potențial mai mic (secțiunea anodică), iar cealaltă într-o secțiune cu o valoare mai mare a potențialului electrodului (secțiunea catodică).
Metodele de protejare a metalelor împotriva coroziunii includ metodele electrochimice, protecția prin acoperirea metalelor, filmele chimice, inhibitorii. Alegerea acestei sau acelei metode de protecție este determinată de natura mediului, de condițiile de funcționare ale piesei. Cele mai utilizate pe scară largă de la coroziunea electrochimică sunt acoperirile metalice și nemetalice.
Echipamente și materiale:
Un trepied cu tuburi de testare, un creuzet de porțelan, 2 n. soluție de acid sulfuric, o soluție de acid clorhidric, acid azotic (concentrat), o soluție de hexacianoferat de potasiu K3 [Fe (CN) 6], o soluție de acid acetic,
5% soluție KI, zinc, sârmă de cupru, fier galvanizat și conservat, cuie de fier, plumb.
Metoda de execuție a lucrărilor:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: