Окислительно-восстановительная способность двух форм электрохимической системы.

По величине электродных (ОВП) потенциалов можно судить о направленности окислительно-восстановительных процессов и силе окислителя и восстановителя.

Чем меньше алгебраическая величина ОВП (электродного потенциала), тем большими восстановительными свойствами обладает восстановленная форма и меньшими окислительными – окисленная. Т.е. ,чем меньше алгебраическая величина потенциала, тем выше вос­становительная способность этого металла и тем ниже окислительная способность его ионов. Li⁺ + e = Li Е = - 3,01 В. Следовательно, металлический литий - самый сильный восстановитель, а золото-самый слабый. И наоборот, ион золота Аu³⁺-самый сильный окислитель, а ион лития - Li⁺ -самый слабый. Каждый восстановитель может восстанавливать все ниже расположенные окислители в ряду стандартных ОВП. Если говорить о металлах:

каждый металл в ряду стандартных электродных потенциалов обладает способностью вытеснять все следующие за ним металлы из растворов их солей. Однако это не означает, что вытеснение обязатель­но происходит во всех случаях. Например, алюминий вытесняет медь из раствора хлорида меди (II) СuСl₂, но практически не вытесняет ее из раствора сульфата меди (II) CuS0₄. Это объясняется тем, что хлорид-ион Сl^- быстро разрушает защитную поверхностную пленку на алюминии, а сульфат-ион SO₄^2-практически не разрушает ее.

Все металлы, имеющие отрицательные значения стандартных электродных потенциалов, т.е. стоящие в ряду до водорода, вытесняют водород из разбавленных кислот, анионы которых не проявляют окислительных свойств (например, из НСl или разбавленной H₂S0₄) и растворяются в них. Однако есть и исключения. Например, свинец практически не растворяется в серной кислоте. Это обусловлено образованием на поверхности металла защитной пленки труднорастворимого сульфата свинца PbS0₄, который затрудняет контакт металла с раствором кислоты. Поэтому можно сделать вывод, что пользоваться рядом стандартных электродных потенциалов следует с учетом всех возможных кинетических затруднений.

Чем больше величина ОВП, тем сильнее окислительные свойства окисленной формы и слабее восстановительные – восстановленной: F₂ + 2e = 2F^-. Следовательно молекулярный фтор – самый сильный окислитель, его ион –самый слабый восстановитель. Действительно, все галогенид-ионы, кроме фторид- иона, проявляют восстановительные свойства (реакцию взаимодействия соляной кислоты с сильными окислителями используют для получения хлора). Каждый окислитель может окислять все вышестоящие восстановители. Каждый неметалл может вытеснять все выше стоящие неметаллы в таблице стандартных электродных потенциалов из растворов их солей:

2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂ 2KCl + I₂ – реакция не идет. Восстановительные свойства усиливаются в ряду: Cl^- Br^- I^-. Примеры из лабораторной работы (SnCl₂ + Br₂).

Направление окислительно-восстановительного процесса.

Таблица стандартных ОВП позволяет определить, в каком направлении должен (с точки зрения термодинамики) пойдет ОВП при смешивании любых двух сопряженных пар окислитель-восстановитель. В качестве окислителя всегда будет выступать окислитель той пары, стандартный потенциал которого более положительный, а в качестве восстановителя – восстановитель той пары, потенциал которого более отрицательный.

Рассмотрим равновесные потенциалы двух сопряженных пар окислитель-восстановитель:

I₂ + 2e ↔ 2I^- E^o = +0,54В



Fe³⁺ + e ↔ Fe²⁺ E^o = +0,77B

Ион иода – более сильный восстановитель, чем катион железа двухвалентного, а изз двух окисленных форм более сильный окислитель - Fe³⁺. Таким образом, окислителем в ниже приведенной реакции будет - Fe³⁺ , а восстановителем I^- ионы иода. Направление ОВР указывает направление стрелок, т.е. реакция пойдет в сторону образования иода:

Fe³⁺ + 2I^- = Fe²⁺ + I₂

Например в реакции: 2FeCl₃ + 2KI = I₂ + 2KCl + 2FeCl₂ реализуются окислительные свойства Fe³⁺ и восстановительные – иона иода и реакция идет в этом рапрвлении.

Таким образом, по величине электродных (ОВП) потенциалов можно судить о направленности окислительно-восстановительных процессов и силе окислителя и восстановителя. При помощи ряда стандартных электродных потенциалов можно характеризовать некоторые химические свойства металлов, его применяют для выяснения, в какой последовательности восстанавливаются ионы металлов при электролизе.