31. Направление окислительно-восстановительных реакций

О направлении ОВР можно судить по изменению энергии Гиббса ∆G. Если ∆G < 0 – реакция возможна, если ∆G > 0 - невозможна. Из термодинамики известно, что ∆G = -n·F·E; E = φок-ля -φв-ля или φок-ля > φв-ля, что возможно при Е > 0 и ∆G < 0.

Рассмотрим реакцию:

Она состоит из двух полуреакций:

Т.к. φок-ля > φв-ля, то возможно самопроизвольное протекание реакции слева направо.

2FeCl3 + 2KJ → 2FeCl2 + J2 + 2KCl

Из всех возможных при данных условиях О.В.Р. в первую очередь протекает та, которая имеет наибольшую разность окислительно – восстановительных потенциалов.

О.В.Р. протекают в сторону образования более слабых окислителей и восстановителей из более сильных.

Электродные потенциалы

Если же процессы окисления и восстановления пространственно разделить, то любую окислительно-восстановительную реакцию можно использовать для получения электрической энергии. Такие устройства называют химическими источниками тока (ХИТ). Простейший ХИТ – гальваническая ячейка (рис. 7.1) – представляет собой сосуды, в которых два электрода, помещенные в раствор соответствующих электролитов, соединены солевым мостиком (проводником второго рода *), представляющим собой стеклянную трубку, заполненную раствором такого электролита, катионы и анионы которого характеризуются одинаковой подвижностью. При замыкании внешней цепи проводником первого рода начинается окислительно-восстановительная реакция, о чем свидетельствует возникновение электродвижущей силы (ЭДС).

Значения электродных потенциалов определяются относительно некоторого электрода, потенциал которого условно принят за нулевой. Таким эталонным электродом выбран водородный в стандартных условиях. Его устройство таково: платиновый электрод, покрытый мелкодисперсной платиной (платиновой чернью), погруженный в раствор серной кислоты с активностью ионов водорода 1 моль∙л–1, обдувается струей газообразного водорода под давлением 100 кПа; при этих условиях и при T = 298 K

32.Комплексообразователь – центральный атом или ион, имеющий вакантную орбиталь, вокруг которого координируются отрицательно заряженные ионы или нейтральные молекулы.

Координационное число – число лигандов, координируемых комплексообразователем.

Лиганды – ионы или молекулы, имеющие неподеленные электроны, координируемые комплексообразователем.

Внутренняя сфера комплексного соединения – центральный атом со связанными с ним лигандами, то есть, собственно комплексная частица.

Внешняя сфера комплексного соединения – остальные частицы, связанные с комплексной частицей ионной или межмолекулярными связями, включая водородные.

[Ni(NH₃)₆]Cl₂ → [Ni(NH₃)₆]²⁺ + 2Cl^- хлорид гексаамминникеля (II);

[Ni(NH₃)₆]²⁺ ↔ Ni²⁺ + 6NH₃⁰

[Ni²⁺] ∙[ NH₃⁰ ] ⁶

К_нест. = ------------------------

[ [Ni(NH₃)₆]²⁺ ]

Формула комплексного соединения и его название	Комплексо-образователь	Лиганд	Коорди-национ-ное число	Внутренняя сфера комплексного соединения	Ионы внешней сферы
[Ni(NH3)6]Cl2 хлорид гексаамминникеля (II)	Ni2+	NH30	6	[Ni(NH3)6]2+	Cl-

33

Соединения хрома (III) инертны, т.е. реакции замещения в их растворах протекают с низкой скоростью. Инертные комплексы не удается синтезировать по реакциям обмена в водных растворах. Для получения инертных комплексов либо используют очень большой избыток лиганда, что, например, достигается проведением реакции аминирования непосредственно в жидком аммиаке:

CrCl₃+6NH_3 (ж) [Cr (NH₃) ₆] Cl₃