Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)

Содержание

Слайд 2

План Понятия окисление, восстановление, окислитель, восстановитель Метод электронного баланса Важнейшие окислители

План

Понятия окисление, восстановление, окислитель, восстановитель
Метод электронного баланса
Важнейшие окислители и восстановители
Взаимодействие кислот

с металлами
Влияние среды на ОВР
Слайд 3

Слайд 4

Метод электронного баланса Составляем схему уравнения Указываем изменение степеней окисления элементов

Метод электронного баланса

Составляем схему уравнения
Указываем изменение степеней окисления элементов
Составляем электронные уравнения,

указываем окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления
Находим коэффициенты при окислителе и восстановителе (число отданных электронов должно быть равно числу принятых)
Коэффициенты переносим в уравнение реакции
Находим коэффициенты при остальных элементах (кроме Н и О)
Уравниваем реакцию по водороду (Н)
Проверяем правильность по кислороду (О)
Слайд 5

Пример электронного баланса 5К2+1S-2 +2K+1Mn+7O4-2 +8H2+1S+6O4-2 = 5S0 + 2Mn+2S+6O4-2 +

Пример электронного баланса

5К2+1S-2 +2K+1Mn+7O4-2 +8H2+1S+6O4-2 = 5S0 + 2Mn+2S+6O4-2 + 6K2+1S+6O4-2

+ 8H2+1O-2
5|10 |S-2 - 2ē→S0 | окисление, восстановитель
2| 10|Mn+7 +5ē→Mn+2| восстановление, окислитель
2⋅4+ 8⋅4=40 левая часть
2⋅4 +6⋅4+ 8=40 правая часть
Слайд 6

Важнейшие окислители и восстановители

Важнейшие окислители и восстановители

Слайд 7

Взаимодействие кислот с металлами Li K Ca Na Mg Al Mn

Взаимодействие кислот с металлами Li K Ca Na Mg Al Mn Zn

Fe Cr Cd Co Ni Sn Pb H2 Cu Ag Hg Au
Слайд 8

Задание: 1. приведите продукты реакций; 2. уравняйте реакции методом электронного баланса;

Задание: 1. приведите продукты реакций; 2. уравняйте реакции методом электронного баланса; 3. укажите

окислитель и восстановитель.

Zn+ H2SO4 (разб) →
Cu+ H2SO4 (разб) →
Zn+ H2SO4 (конц) →
Cu+ H2SO4 (конц) →

Слайд 9

Влияние среды на характер протекания ОВР

Влияние среды на характер протекания ОВР

Слайд 10

Задание: 1. приведите схему реакций; 2. уравняйте реакции методом электронного баланса;

Задание: 1. приведите схему реакций; 2. уравняйте реакции методом электронного баланса; 3. укажите окислитель

и восстановитель.

K2SO3 + KMnO4 + ….. → K2SO4 + MnSO4 + H2O
K2SO3 + KMnO4 + H2O→ K2SO4 +….. + KOH
K2SO3 + KMnO4 + ….. → K2SO4 +K2MnO4 + H2O

Слайд 11

Гальванический элемент (химический источник тока)

Гальванический элемент (химический источник тока)

Слайд 12

План Понятие электродный потенциал Уравнение Нернста Гальванический элемент Якоби-Даниэля Расчет ЭДС гальванического элемента

План

Понятие электродный потенциал
Уравнение Нернста
Гальванический элемент Якоби-Даниэля
Расчет ЭДС гальванического элемента

Слайд 13

Электродный потенциал Двойной электрический слой – тонкий поверхностный слой из пространственно

Электродный потенциал

Двойной электрический слой – тонкий поверхностный слой из пространственно разделенных

электрических зарядов противоположного знака, образующийся на границе двух фаз

а – активный металл, отрицательный потенциал;
б – малоактивный металл, положительный потенциал

Слайд 14

Гальванический элемент для измерения электродного потенциала металла Стандартный водородный электрод (слева),

Гальванический элемент для измерения электродного потенциала металла

Стандартный водородный электрод (слева), медный

электрод (справа).
Электроны движутся от водородного электрода к медному (положительному) электроду.
Стандартный электродный потенциал металла равен электродвижущей силе гальванического элемента, составленного из данного металлического электрода и стандартного водородного электрода.
Потенциал водородного электрода принят равным нулю.
Слайд 15

Уравнение Нернста φ = φº + (RT/nF) ∙ ln[Mn+] φ –

Уравнение Нернста

φ = φº + (RT/nF) ∙ ln[Mn+]
φ – электродный

потенциал металла, В
φº - стандартный электродный потенциал металла, В
R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/моль·К
T – абсолютная температура, К
n – заряд иона металла
F – постоянная Фарадея
[Mn+ ] – концентрация ионов металла в растворе, моль/л.
Для стандартной температуры (25ºС):
φ = φº + (0,059/n) ∙ lg[Mn+]
Слайд 16

Гальванический элемент Даниэля-Якоби На электроде с меньшим потенциалом (анод) осуществляется окисление.

Гальванический элемент Даниэля-Якоби

На электроде с меньшим потенциалом (анод) осуществляется окисление.
На электроде

с большим потенциалом (катод) осуществляется восстановление.
Электроны по внешней цепи двигаются от анода к катоду.
Между растворами электролитов перемещаются анионы от катода к аноду.
Слайд 17

Процесс возможен, если ΔG ΔG = -А ΔG = -n⋅F⋅E A

Процесс возможен, если ΔG<0, тогда
ΔG = -А
ΔG = -n⋅F⋅E
A – полезная

работа
n – число электронов , участников ОВР
F =96500 Кл/моль число Фарадея
E – ЭДС
E = φкатода – φанода
Т.к. ΔG<0,то А>0 и, следовательно, φкатода >φанода
Потенциала электродов рассчитывают по уравнению Нернста.
Слайд 18

Пример: Химический источник тока (ХИТ) собран по схеме: Рb| Pb(NO3)2||Sn(NO3)2 |Sn

Пример: Химический источник тока (ХИТ) собран по схеме:
Рb| Pb(NO3)2||Sn(NO3)2 |Sn
Чему

равна ЭДС этого источника, если [РЬ2+ ] = 0,1 моль/л,
a [Sn2+] = 1 моль/л?
Решение: Во всех электрохимических явлениях из всех возможных процессов
на аноде протекает процесс с меньшим потенциалом,
а на катоде - с большим потенциалом.
Напишем уравнения возможных анодных процессов:
Рb - 2 ē = РЬ2+
Sn - 2 ē = Sn2+.
По уравнению Нернста рассчитываем электродные потенциалы:
φ=φо + 0,059nlg⁡[Mn+]
где φ - электродный потенциал, B;
Слайд 19