Тотығу - тотықсыздану реакциялары

Презентация қосу

Тотығу-
тотықсыздану
реакциялары
Тлемисова Тоғжан
1504-10
Тотығу-тотықсыздану қабілетін бағалау
Реакцияға түсетін заттар молекулалары атомдарының тотығу дәрежелерінің
өзгеруімен жүретін реакциялар тотығу-тотықсыздану (тотықсыздану
реакциялары) деп аталады.
Электрондардың қосылу процестері
Ox1 + ne ↔ Red1
және электрондардың бөлінуі
Red2 - ne ↔ Ox2
сәйкесінше тотықсыздану мен тотығудың жартылай реакциясы ретінде
қарастырылады.
Әрбір жарты реакцияда молекулаларының атомдары көп болатын Ох затының
тотығу күйі тотығу формасы деп аталады, ал төменгі тотығу деңгейіндегі атомдары
бар Red зат - бұл тотықсыздану формасы болып табылады.
Заттың тотыққан және тотықсызданған түрлері
конъюгацияланған жұпты құрайды

Тотығу мен тотықсызданудың Ox1 + Red2 ↔ Red1 + Ox2
жартылай реакциялары бір-
бірінсіз мүмкін емес
Бұл жағдайда берілген
егер электрон доноры болса, электрондардың саны
онда акцептор болуы керек. алынған электрондар санына
тең болуы керек
Электрондарды беру және қосып алу қабілеті әр атом
үшін әр түрлі. Бұл қабілеттілікті бағалау үшін
жоғарыда келтірілген реакциялардың тепе-теңдік
константаларын пайдалануға болады:

мұндағы aOx1 , aOx2 , aRed1 , aRed2 — тиісті тотыққан және
тотықсызданған формалардың белсенділігі; ае —
ерітілген электрондардың белсенділігі
Тотығу-тотықсыздану және
қышқыл - негізгі реакциялар
арасындағы ұқсастық айқын
Тек бірінші жағдайда электрон, ал екінші жағдайда
протон беріледі. Қышқылдар мен негіздердің
беріктігін бағалаған кездегідей, толық реакцияның
тепе-теңдік константасы тек тотықтырғыштың
немесе тотықсыздандырғыштың салыстырмалы
күшін көрсетеді
Потенциал

Жүйенің тотығу қабілетін бағалау үшін тағы бір ыңғайлы
термодинамикалық шама - потенциал ұғымы.
Бұл реакциялардың осы түрінің ерекшелігіне
байланысты: тотығу және тотықсыздану реакцияларын
кеңістікте бөлуге болады, өйткені электрондарды беру
кезінде электр тогы пайда болады.
Сондықтан химиялық реакция энергиясын электр
энергиясына айналдыруға болады.

Іс жүзінде мұндай түрлендіру гальваникалық
элементте жүзеге асырылады.
Тотығу және тотықсыздану реакцияларының
кеңістіктік бөліну мүмкіндігі гальваникалық
элемент потенциалының тұрақты тепе-теңдігін
емес, электр қозғаушы күшті (ЭҚК) қолдана
отырып, тотығу реакцияларын сандық бағалауға
мүмкіндік береді.
Бір моль заттың электрохимиялық түрленуіне
жұмсалатын жұмыс:
A ═ nFE,
мұндағы п-электрондар саны;
F-Фарадей тұрақтысы (9,65 • 104 Кл • моль-1);
Е — гальваникалық элементтің ЭҚК
НЕРНСТ
теңдеуі
Жартылай реакцияның электродтық потенциалы (ССЭ-ге қатысты) тотыққан
және тотықсызданған формалардың белсенділігіне байланысты. Тотығу-
тотықсызданудың жартылай реакциясын қалпына келтіру үшін
Ox + ne ↔ Red
бұл тәуелділік Нернст теңдеуімен көрінеді:

E Ox|Red ═ E0Ox|Red + lg

мұндағы, ЕОх/Red - тепе-теңдік электрод потенциалы, В;
Е0Ох/Red-жартылай реакция кезіндегі стандарттық электродтық потенциал ( -1), В;
R - универсал газ тұрақтысы, R ═ 8,314 Дж • моль-1 • К-1;
Т - абсолюттік температура, К;
п -электрон саны;
F - Фарадей тұрақтысы (шамасы), оның мәні 9,65*10 4 Кл*моль-1;
әйкесінше тотыққан және тотықсызданған форманың белсенділігі, моль*л -1.
Көбінесе тұрақты шамалар бір тұрақтыға
біріктіріледі, ал табиғи логарифм ондық санға
ауыстырылады. Сонда 298 К (25 °C)
температурада біз аламыз
E Ox|Red ═ E0Ox|Red + lg

Егер реакция компоненттері стандартты күйде
болса (қатты заттар, 1 атм қысымындағы
газдар), оларды Нернст теңдеуінен шығаруға
болады, өйткені олардың белсенділігі 1 моль •
л-1-ге тең. Компоненттердің белсенділігін
стехиометриялық коэффициенттерге тең
дәрежеде көтеру керек
Стандартты электродтық потенциал дегеніміз-тепе-теңдікке қатысатын барлық
бөлшектердің белсенділігі 1 моль • л -1 болатын жартылай реакцияның тепе-теңдік
электродтық потенциалы
Мысалы, жартылай реакция үшін:
MnO4- + 8H+ + 5e ↔ Mn2+ + 4H2O

демек,
E ═ E0MnO4-|Mn2+ + lg

E = E0 егер aMnO4- = aMn2+ = aH+ = 1 моль· л-1 кезде
Стандартты потенциал еріткіштің температурасына, қысымына және табиғатына байланысты.
Практикада белсенділікке қарағанда концентрацияны
қолданған ыңғайлы. Бұл кезде Нернст теңдеуін
тотыққан СОх және тотықсызданған СRed формаларының
жалпы концентрацияларын қолдана отырып жазуға
болады.
a ═ γαC болғандықтан Нернст теңдеуі пайда болады:
E ═ E0Ox|Red + lg
онда
E0Ox|Red ═ E0Ox|Red + lg

E0Ox|Red мәні жартылай реакцияның формальды
электродтық потенциалы деп аталады.
Формальды электрод потенциалы
1 моль • л-1 -ге тең тотыққан және тотықсызданған формалардың жалпы
концентрациясы кезінде тепе-теңдік электрод потенциалына және жүйеде болатын
барлық басқа заттардың берілген концентрациясына тең.

Мысалы, жоғарыда қарастырылған жартылай реакциядан аламыз:

E0MnO4-∕Mn2+ ═ E0MnO4-∕Mn2+ + lg + lg[H+]8

Осылайша, формальды электродтық потенциал, стандарттыдан
айырмашылығы, иондық күшке, бәсекелес реакциялардың тереңдігіне және
тотықпаған немесе тотықсызданбаған, бірақ жартылай реакцияға қатысатын
бөлшектердің концентрациясына байланысты (Н+ - ионы мысал бола алады).
Протонның берілуімен көптеген реакциялардан
айырмашылығы, электронды тасымалдаумен реакциялар
баяу жүруі мүмкін, ал ерітіндінің тотығу және
тотықсыздану жарты реакцияларына дейін тегістеу
болмайды. Сондықтан сулы ерітінділерде күшті
тотықтырғыштар (MnO4-) және күшті
тотықсыздандырғыштар (Cr2+ ) болуы мүмкін.
Сонымен, реакциялар өте баяу жүреді:
4MnO4- + 4H+ ↔ 3O2 + 2H2O + 4MnO2
2CrCl2 + 2H+ + 2Cl- ↔ 2CrCl3 + H2

Ерітінділерде кинетикалық тежелудің
салдарынан V2+, VO+, H2O2 сияқты
тотықтырғыштар мен тотықсыздандырғыштар
бар. E ° > 1,23 B және E ° < 0 В бар барлық
01 Сулы емес еріткіштерде қосылыстардың тұрақтылық аймағы, әрине,
өзгереді.
02 Реакцияның ∆G° шамасы иондану энергиясымен (электронның бөлінуі)
және иондардың немесе молекулалардың сольватация энергиясымен анықталады.
03 Заттардың тотығу қабілеті энергияның осы және басқа түрінің
салыстырмалы үлесіне байланысты.

01 02 Сулы емес еріткіштердің редокс
жүйелеріне әсері әлі жеткілікті
03 зерттелген жоқ
THANKS!
CREDITS: This presentation template was
created by Slidesgo, including icons by
Flaticon, and infographics & images by
Freepik
Тлемисова Тоғжан
1504-10

Ұқсас жұмыстар

Тотығу - Тотықсыздану реакцияларына анықтама

Тотығу - тотықсыздану процесі

Тотығу - тотықсыздану реакцияларының түрлері

Кешенді қосылыстардың аналитикалық химиядағы маңызы

Тотығу – тотықсыздану реакциялары. Электрохимия Электродтар

Элементтер және олардың тотығу-тотықсыздану қасиеттері

PIZA тапсырмалары кіріктірілген тотығу-тотықсыздану реакциялары. Презентация

Қосылыстағы металл атомдарының тотығу дәрежесі

Органикалық реакциялардың жіктелуі мен механизмде

ТОТЫҒУ - ТОТЫҚСЫЗДАНУ РЕАКЦИЯСЫ

Пәндер