Теоретски основи на. оксидо-редукциони процеси. Доц. д-р Јасмина Тониќ-Рибарска

Transcript

1 Теоретски основи на оксидо-редукциони процеси Доц. д-р Јасмина Тониќ-Рибарска

2 Reakcija za doka`uvawe na Fe 2+ jonite reakcijata so KMnO 4 vo kisela sredina Fe 2+ Fe 3+ Mn 7+ Mn 2+ Примена во фармација? Reakcija za doka`uvawe na 3% H 2 O 2 reakcijata so KMnO 4 vo kisela sredina O 2-2 O 0 2 Mn 7+ Mn 2+ Reakcija za identifikacija na glukozata vo Glucosi infundibile 5% Fehling-ovata reakcija Fehling I - bakar(ii) sulfat Fehling-ov reagens + glukoza Cu(I) oksid(crven) Fehling II - kalium-natrium tartarat i natrium hidroksid Cu 2+ Cu + glukoza soodvetna karboксилна kiselina

3 Hemiski reakcii vo koi elektronite se prenesuvaat od eden reakтant na drug se vikaat oksido-redukciski (redoks) reakcii. Redoks reakciite se odvivaat vo dva stepena davawe (otpu{tawe) elektroni oksidacija - (elektron donori) - reduktori - Red - ne - Ox oksidacija Fe 2+ - e - Fe 3+ oksidacija primawe elektroni redukcija - (elektron akceptori) - oksidansi - Ox + ne - Red redukcija Fe 3+ + e - Fe 2+ redukcija

4 Par sostaven od oksidans i negoviot soodveten reduktor se vika kowugiran ili korespondenten redoks par. kowugiran par Ox 1 + Red 2 Red 1 + Ox 2 kowugiran par

5 Hemiski i elektrohemiski redoks reakcii Razmenata na elektroni mo`e da se odviva: 1 hemiski 2 elektrohemiski Hemiski redoks-reakcii Ox 1 + ne - Red 1 polureakcija Red - 2 Ox 2 + ne polureakcija koi sumarno se prika`uvaat Primer, Cu(s) +2Ag + Cu Ag(s) kowugiran par Ox 1 + Red 2 Red 1 + Ox 2 kowugiran par Redoks reakcii kaj koi doa a do razmena na elektroni direktno pome u oksidansot i reduktorot vo rastvor se vikaaт hemiski redoks reakcii.

6 Elektrohemiski reakcii Vo pogodni uslovi elektronite mo`at da pominuvaat od metalna elektroda na oksidansot vo rastvorot ili od reduktorot vo rastvorot na metalna elektroda. Redoks reakciite kaj koi doa a do razmena na elektroni pome u elektrodata i oksidansot, odnosno reduktorot vo rastvor se vikaat elektrohemiski reakcii. na katoda: Ox ne Red 1 redukcija na anoda: Red 2 Ox 2 + ne - oksidacija Primer, Ag + (aq) + e - Ag(s) Cu(s) Cu 2+ (aq) + 2e - {to sumarno povtorno ja dava reakcijata: Ox 1 + Red 2 Red 1 + Ox 2 Cu(s) +2Ag + Cu Ag(s) ZAPOMNI Vkupnata reakcija i nejzinata polo`ba na ramnote`a se potpolno nezavisni od na~inot na koj se odviva reakcijata (direktna razmena na elektroni vo rastvor ili indirektno vo elektrohemiska }elija)

7 Elektrohemiski }elii Ramnote`ite vo oksidoredukciskite reakcii najsoodvetno se prou~uvaat so merewe na potencijalot na elektrohemiski }elii vo koi u~esnici vo ramnote`ata se dvete polureakcii. Spored na~inot na rabotata elektrohemiskite }elii se delat na: galvanski spontano sozdavaat elektri~na energija koja e rezultat na hemiskite reakcii elektroliti~ki hemiskite reakcii se ostvaruvaat so primena na elektri~na energija od nadvore{en izvor

8 0.412 бакарна електрода раствор од SO 2-4 раствор од [Cu 2+ ]=0,0200 M Cu(s) Cu 2+ (aq) + 2e - [Ag + ]=0,0200 M Ag + (aq) + e - Ag(s) анода катода Cu(s) +2Ag + Cu Ag(s) Slika. Galvanska }elija сребрена електрода AgNO 3

9 Reakciite na dvete elektrodi vo }elijata protekuvaat spontano pri {to predizvikuvaat protok na elektroni od anodata kon katodata niz nadvore{en provodnik. Vo }elijata se razviva potencijal od okolu 0,412 V koga elektronite se dvi`at niz nadvore{en provodnik od bakarnata anoda kon srebrenata katoda. Elektrolitnite mostovi {iroko se upotrebuvaat vo elektrohemijata za da se spre~i me{awe na sodr`inata na dvata rastvora na elektroliti od koi se sostojat }eliite (da se spre~i Ag+ da reagira direktno so Cu metal). Za taa cel, dvata kraja na mostot se opremeni so sintrovani stakleni diskovi.

10 Ag+ се редуцира до Ag Slika. Dvi`ewe na polne`ot vo galvanska }elija Cu се оксидира до Cu2+ Cu Ag анода катода

11

12 Alessandro Volta ( ) - italijanski fizi~ar - izumitel na prvata baterija Edinicaта za razlika vo potencijali vo negova ~est e imenuvana VOLT. првата батерија т.н. Волтна низа

13 Elektroden potencijal Razlikata vo potencijalite pome u katodata i anodata e merka na tendencijata na reakcijata 2Ag + + Cu(s) 2Ag(s) + Cu 2+ da protekuva od sostojba na neramnote`a kon uslovi na ramnote`a. Reakcijata protekuva, so namaluvawe na potencijalot, se duri ne se vospostavi sostojba na ramnote`a, vo koja razlikata na potencijalite }e iznesuva 0,000. Vo sostojbata na ramnote`a metalot ima opredelen elektri~en potencijal vo odnos na rastvorot. Apsolutniot potencijal na elektrodata ne mo`e da se izmeri, no mo`e da se opredeli relativniot elektroden potencijal.

14 Opredeluvawe relativen potencijal Primer, srebrenata katoda se zamenuva so paladiumova, potopena vo rastvor od paladium sulfat voltametarot ot~ituva okolu 0,19 V povisok potencijal vo odnos na prethodnata }elija anodata e ista Zaklu~ok: potencijalot za redukcijata na paladium e okolu 0,19 V povisok od potencijalot na srebroto (relativna vrednost!!!)

15 Razlikata na potencijalite na razli~ni merni elektrodi se meri vo odnos na edna i ista standardna referentna elektroda so {to }e se dobijat relativnite elektrodni potencijali koi mo`at da se sporeduvaat. Univerzalna referentna elektroda e STANDARDNA VODORODNA ELEKTRODA (standard hydrogen electrode - SHE)

16 Slika. Standardna vodorodna elektroda

17 Standardna vodorodna elektroda platinska plo~ka presvle~ena so tenok sloj fino raspodelena platina (t.n. platinsko crno) za da se zgolemi nejzinata specifi~na dopirna povr{ina; vroneta vo voden rastvor na kiselina so aktivitet na H + jonite ednakov na 1; vo rastvorot na kiselinata se voveduva gasovit vodorod pod konstanten pritisok (1 atm) Polureakcijata odgovorna za potencijalot koj se razviva na ovaa elektroda e 2H + (aq) + 2e - H 2 (g) E o = 0,0000 V Po konvencija SHE ima elektroden potencijal NULA VOLTI na site temperaturi. Toa zna~i deka bilo koj potencijal koj se javuva vo galvanska }elija vo koja ednata elektroda e vodorodna, se dol`i na drugata elektroda. [ematski prikaz na SHE: Pt, H 2 (p = 1,00 atm) [H + ](a = 1)

18 Vlijanie na koncentracijata na elektrodniot potencijal NERNST-ova ravenka Elektrodniot potencijal poka`uva kolku postoe~kite koncentracii na polu}elijata se razlikuvaat od nivnite ramnote`ni vrednosti Reakcijata Ag + + e - Ag(s) ima pogolema tendencija da se odviva vo koncentriran rastvor na srebro(i) jon otkolku vo razreden rastvor na istiot jon. Sleduva deka, vrednosta na elektrodniot potencijal isto taka mora da bide pogolema (pove}e pozitivna) kako se zgolemuva koncentracijata na Ag + jonot vo rastvorot.

19 Kvantitativniot odnos me u koncentracijata i elektrodniot potencijal matemati~ki se prika`uva so Nernst-ova ravenka Za op{t slu~aj na polureakcijata aa + bb + ne- cc + dd RT [C] c [D] d E = E o ln nf [A] a [B] b E - elektroden potencijal na redoks parot (volti) E o - standarden elektroden potencijal na redoks parot (volti) R - gasna konstanta (8, J K -1 mol -1 ) T - termodinami~ka temperatura (kelvin, K) F - Faraday-ova konstanta (96 484,56 C mol -1 ) n - broj molovi elektroni {to se pojavuvaat vo polureakcijata za elektroden potencijal kako {to e napi{ana

20 So vklu~uvawe na brojnite vrednosti za konstantite, preveduvawe na prirodniot logaritam vo logaritam so osnova 10 (dekaden), na temperatura do 25 o S, se dobiva poednostaveniot oblik na ravenkata 0,0592 [C] c [D] d E = E o log n [A] a [B] b ZABELE[KA Bukvite vo zagradite gi ozna~uvaat aktivitetite, no vo praksata, za razredenite rastvori ~esto namesto aktiviteti se koristat koncentracii (uslovno se zema deka site koeficienti na aktivitetite se edinici).

21 Elektroden potencijal potencijal na }elija sostavena od opredelena elektroda (na koja se opredeluva potencijalot) kako katoda i standardna vodorodna elektroda kako anoda Elektroden potencijal e vsu{nost razlika na potencijali na nekoja elektrohemiska }elija koja sodr`i to~no definirana referentna elektroda (пoto~no bi trebalo da se narekuva relativen elektroden potencijal )

22 Primer, }elija sostavena od polu}elija koja e sostavena od elektroda od srebro vroneta vo rastvor od srebreni joni so aktivitet 1,00; Sporedbena elektroda e SHE. ]elijata ja poka`uva definicijata za elektroden potencijal za polureakcijata Ag + + e - Ag(s) Galvanskata }elija razviva napon od 0,799 V. Srebrenata elektroda deluva kako KATODA, {to zna~i deka spontano te~e reakcija 2Ag + + H 2 (g) 2Ag(s) + 2H + Bidej}i srebrenata elektroda slu`i kako katoda, izmereniot napon, po definicija, e elektroden potencijal na parot na srebro.

23 Vo odnos na SHE srebrenata elektroda e pozitivna, {to zna~i deka elektronite }e patuvaat od negativnata vodorodna anoda kon pozitivnata srebrena katoda. Zatoa elektrodniot potencijal e so pozitiven predznak. Ag + + e - Ag(s) E = + 0,799 V

24 Слика. Мерење на електроден потенцијал за Ag електрода

25 Primer, }elija, sostavena od polu}elija koja e sostavena od elektroda od kadmium vroneta vo rastvor od kadmiumovi joni so aktivitet 1,00; Sporedbena elektroda e SHE. ]elijata ja poka`uva definicijata za elektroden potencijal za polureakcijata Cd e - Cd(s) ]elijata razviva napon od (-)0,403 V. Kadmiumovata elektroda deluva kako ANODA, {to zna~i deka spontano te~e reakcija Cd(s) + 2H + Cd 2+ + H 2 (g) Kadmiumovata elektroda vo odnos na SHE nosi negativen polne`.

26 Za da se smeni smerot na reakcijata na }elijata (teoretski) bi trebalo da se donese potencijal ponegativen od -0,403 V. Zatoa elektrodniot potencijal na parot Cd 2+ /Cd dogovorno ima negativen predznak Cd e - Cd(s) E = - 0,403V

27 Слика. Мерење на електроден потенцијал за Cd електрода

28 Primeri: Ag + + e - Ag(s) E = + 0,799 V 2H + + 2e - H 2 (g) E = + 0,000 V Cd e - Cd(s) E = - 0,403 V Zn e - Zn(s) E = - 0,763 V ZAPOMNI Stokholmska konvencija ili IUPAC-ova konvencija (1953 godina) za predznacite se bazira na predznakot na soodvetnata polu}elija koga e povrzana so SHE. izrazot elektroden potencijal se odnesuva isklu~ivo za polureakcii napi{ani kako redukcii Elektrodniot potencijal po definicija e redukciski potencijal. Oksidaciski potencijal e potencijal na polureakcijata napi{ana vo sprotivna nasoka (kako oksidacija). Oksidaciskiot potencijal e so ista golemina (ista vrednost) kako i redukciskiot, no so sprotiven predznak i ne e pravilno da se narekuva elektroden potencijal.

29 ZAPOMNI Predznakot na elektrodniot potencijal e odreden so predznakot na soodvetnata polu}elija spoena so standardna vodorodna elektroda Potseti se: - redukcijata sekoga{ se odviva na katoda - oksidacija sekoga{ se odviva na anoda ako polu}elijata spontano se odnesuva kako katoda taa e pozitivna elektroda na galvanskata }elija nejziniot elektroden potencijal e pozitiven ako polu}elijata spontano se odnesuva kako anoda taa e negativna elektroda na galvanskata }elija nejziniot elektroden potencijal e negativen ZAPOMNI Znakot na elektrodniot potencijal poka`uva dali redukcijata e spontana vo odnos na SHE.

30 Primer, Ag + + e - Ag(s) E = + 0,799 V Pozitivniot predznak na elektrodniot potencijal na srebroto zna~i deka reakcijata 2Ag + + H 2 (g) 2Ag(s) + 2H + pod obi~ni uslovi e pomestena kon sozdavawe produkti. Primer, Zn e - Zn(s) E = - 0,763 V Negativniot predznak na elektrodniot potencijal na cinkot zna~i deka reakcijata Zn 2+ + H 2 (g) Zn(s) + 2H + ne e spontana, odnosno e pomestena vo levo Reakcijata se odviva soglasno slednata relacija Zn(s) + 2H + Zn 2+ + H 2 (g)

31 Standarden elektroden potencijal elektroden potencijal vo uslovi koga site reaktanti i produkti koi u~estvuvaat vo polureakcijata imaat aktiviteti ednakvi na edinica va`na fizi~ka konstanta koja dava kvantitativni podatoci za silata koja ja pridvi`uva reakcijata vo polu}elijata ja izrazuva sopstvenata tendencija na poedinite redoks parovi da primaat ili otpu{taat elektroni, odnosno ja izrazuva nivnata oksidaciono-redukciona sposobnost ili ja~ina

32 Karakteristiki: Standardniot elektroden potencijal: 1. e relativna veli~ina vo smisol deka pretstavuva razlika na potencijali vo elektrohemiska }elija vo koja anoda e SHE so potencijal 0,0000 V 2. za polureakcijata se odnesuva isklu~ivo na reakcijata na redukcija, zna~i deka toa e relativen redukciski potencijal 3. ja meri relativnata sila koja ja pridvi`uva polureakcijata od sostojba vo koja site reaktanti i produkti imaat aktiviteti ednakvi na edinica vo sostojba vo koja reaktantite i produktite se vo ramnote`ni aktiviteti vo odnos na SHE

33 4. ne zavisi od brojot na molovite na reaktantite i produktite koi gi poka`uva izramnetata ravenka na polureakcija Primer: standardniot elektroden potencijal za polureakcijata Fe 3+ + e - Fe 2+ E o = + 0,771 V nema da se promeni ako reakcijata se napi{e 5Fe e - 5Fe 2+ E o = + 0,771 V Va`no: Nernst-ovata ravenka mora da se sovpa a so polureakcijata kako {to e napi{ana (vo odnos na brojot na razmenetite elektroni)

34 5. - pozitiven standarden elektroden potencijal ka`uva deka reakcijata protekuva spontano vo odnos na polureakcijata za SHE oksidansot Ox e posilen od H + kako oksidans (elektron akceptor), odnosno mo`e da go oksidira H 2 vo H +. - negativen standarden elektroden potencijal ka`uva deka reakcijata ne protekuva spontano vo odnos na polureakcijata za SHE reduktorot Red e posilen od H 2 kako reduktor (elektron donor), odnosno mo`e da go reducira H + vo H Standardniot elektroden potencijal zavisi od temperaturata.

35 Tabela. Standardni elektrodni potencijali na nekoi polureakcii (po abeceda) Polureakcija E o / V Ag + + e - Ag (s) H 3 AsO 4 + 2H + + 2e - H 3 AsO 3 + H 2 O Cl 2 (g) + 2e - 2Cl - Cr 2 O H + + 6e - 2Cr 3+ +7H 2 O Cu 2+ + e - Cu + F 2 (g) + 2H + + 2e - 2HF Fe 3+ + e - Fe 2+ 2H + + 2e - H 2 (g) H O 2 + 2H + 2e 2H 2 O H 2 O 2 + 2e - 2OH - I e 3I - 2IO H e - I 2 (aq) + 6H 2 O K + + e - K(s) Li + + e - Li(s) MnO 2 (s) + 4H + + 2e - Mn H 2 O MnO e - MnO 2-4 MnO H + + 3e - MnO 2 (s) + 2H 2 O MnO H + + 5e - Mn H 2 O Na + + e - Na(s) PbO 2 (s) + 4H + + 2e - Pb H 2 O S 4 O e - 2S 2 O 2-3 Zn e - Zn(s) 0,7994 0,56 1,359 1,33 0,153 3,06 0,771 ± 0,0000 1,77 0,88 0,545 1,18-2,925-3,03 1,23 0,56 1,69 1,51-2,713 1,455 0,09-0,7628

36 Tabela. Standardni elektrodni potencijali na nekoi polureakcii (po golemina na potencijalot) Polureakcija E o / V Li + + e - Li(s) K + + e - K(s) Na + + e - Na(s) Zn e - Zn(s) 2H + + 2e - H 2 (g) S 4 O e - 2S 2 O 2-3 Cu 2+ + e - Cu + I e - 3I - Fe 3+ + e - Fe 2+ IO H + + 6e - I - + 3H 2 O Cl 2 (g) + 2e - 2Cl - F 2 (g) + 2H + + 2e - 2HF - 3,03-2,925-2,713-0,7628 0,000 0,09 0,153 0,545 0,771 1,08 1,359 3,06

37 Usloven (formalen) elektroden potencijal za mnogu redoks sistemi presmetkite so elektrodnite potencijali sе ote`nati poradi prisustvoto na drugi ramnote`i - disocijacija - asocijacija - formirawe kompleksi koi sodr`at edna ili pove}e vrsti koi u~estvuvaat vo redoks polureakcijata Zatoa mnogu ~esto namesto standarden elektroden potencijal se koristi usloven ili formalen elektroden potencijal (E o ) Usloven (formalen) elektroden potencijal e elektroden potencijal vo uslovi koga odnosot na analiti~kite koncentracii na reaktantite i produktite vo polureakcijata iznesuva to~no edinica i molarnite koncentracii na bilo koi drugi edinki se to~no nazna~eni (definiran za dadenite eksperimentalni uslovi).

38 Za nekoi polureakcii postoi golema razlika pome u standardnite i formalnite potencijali. Primer, za polureakcijata: Fe(CN) e - Fe(CN) 4-6 E o = 0,356 E o = 0,72 (vo 1M perhlorna kiselina ili sulfurna kiselina) Objasnuvawe: vo prisusutvo na visoki koncentracii na vodoroden jon, ferocijanidnite joni Fe(CN) 4-6 i fericijanidnite joni Fe(CN) 3-6 se kombiniraat so eden ili pove}e protoni i formiraat hidroferocijanidna ili hidrofericijanidna kiselina koi se razlikuvaat po svojata ja~ina, pa odnosot na analiti~kite koncentracii (vo Nernst-ovata ravenka) e razli~en od edinica, {to doveduva do promena na vrednosta na elektrodniot potencijal

39 Primer, Tabelarnite vrednosti za standardnite elektrodni potencijali na redoks parovite se: E o AsO 3-4 /AsO3 3- = 0,560 E o I 2 /2I - = 0,545 AsO 3-3 jonot ne mo`e da se oksidira so rastvor na jod (bliski vrednostite za standardnite elektrodni potencijali) ph vrednosta na rastvorot se doteruva na 7,0 reakcijata na oksidacija stanuva mo`na (pod vlijanieto na ph na rastvorot vrednosta na standardniot elektroden potencijal na redoks parot AsO 3-4 /AsO3 3- stanuva ednakva na nula) novata vrednost na elektrodniot potencijal na redoks parot AsO 3-4 /AsO3 3- (arsenat/arsenit) e formalen elektroden potencijal zа dadenite eksperimentalni uslovi

40 Ramnote`i i konstanti na ramnote`a va`ni vo analiti~ka hemija Tip na ramnote`a Disocijacija na voda Disocijacija na slabi kis. ili bazi Ime i simbol na konstantata na ramnote`a Jonski proizvod na voda Kw Konstanta na disocijacija Ka, Kb Tipi~en primer Izraz za konstanta na ramnote`a 2H 2 O H 3 O + + OH - Kw = [H 3 O + ][OH - ] CH 3 COOH + H 2 O [H 3 O + ][CH 3 COO - ] H 3 O + + CH 3 COO - Ka = [CH 3 COOH] Ramnote`a vo Proizvod na heterogen sistem rastvorlivost Ksp BaSO 4 (s) Ba 2+ + SO 4 2- Ksp = [Ba 2+ ][SO 4 2- ] Formirawe na kompleksen jon Konstanta na formirawe βn Ni CN - Ni(CN) 2-4 [Ni(CN) 2-4 ] β 4 = [Ni 2+ ][CN - ] 4 Ramnote`a na reakcija na oksido-redukcija K redoks MnO Fe H + Mn Fe H 2 O [Mn 2+ ][Fe 3+ ] 5 K redoks = [MnO - 4 ][Fe 2+ ] 5 [H + ] 8 Ramnote`a na raspredelba pome u rastvoruva~i {to ne se me{aat Kd I 2 (aq) I 2 (org) [I 2 ]org Kd = [I 2 ]aq

41 Konstanta na ramnote`a na redoks reakciite Za edna op{ta redoks reakcija aox 1 + bred 2 cred 1 + dox 2 za koja polureakciite mo`at da se napi{at na sledniot na~in aox 1 + ze - cred 1 dox 2 + ze - bred 2 konstantata na ramnote`a mo`e da se zapi{e na sledniot na~in: [Red 1 ] c [Ox 2 ] d K = [Ox 1 ] a [Red 2 ] b Elektroden potencijal na redoks parot Ox 1 / Red 1 : 0,059 [Ox 1 ] a E 1 = E o log n [Red 1 ] c

42 Elektroden potencijal na redoks parot Ox 2 / Red 2 : 0,059 [Ox 2 ] d E 2 = E o log n [Red 2 ] b Pri vospostavuvawe na hemiskata ramnote`a, rastvorot mo`e da ima samo eden elektroden potencijal E 1 = E 2 = E Sleduva: 0,059 [Ox 1 ] a 0,059 [Ox 2 ] d E o log = E o log n [Red 1 ] c n [Red 2 ] b

43 0,059 [Red 1 ] c [Ox 2 ] d E o 1 - E o 2 = log n [Ox 1 ] a [Red 2 ] b [Red 1 ] c [Ox 2 ] d = K [Ox 1 ] a [[Red 2 ] b Sleduva: 0,059 E o 1 - E o 2 = log K n n(e o 1 - E o 2) log K = ,059 n - vkupen broj razmeneti elektroni vo reakcijata E o 1 - standarden elektroden potencijal na redoks sistemot na oksidansot koj reagira E o 2 - standarden elektroden potencijal na redoks sistemot na reduktorot koj reagira

44 Predviduvawe na pravecot na redoks reakciite Redoks reakcija se odviva spontano taka {to reagiraat oksidans od redoks parot so povisok elektroden potencijal i reduktor na redoks parot so ponizok elektroden potencijal. Kako se opredeluva pravecot na redoks reakcija? vrz osnova na vrednostite na elektrodnite potencijali na redoks parovite vo dadenite uslovi

45 Primer 1. Da se napi{e redoks reakcijata koja }e se odviva spontano ako se dadeni polureakciite: Fe 3+ + e - Fe 2+ E o Fe3+/Fe2+ = 0,771 Sn e - Sn 2+ E o Sn4+/Sn2+ = 0,150 Koncentracijata na site u~esnici iznesuva 1 M E o Fe3+/Fe2+ > E o Sn4+/Sn2+ spontana reakcija pome u: Fe 3+ (posilen oksidans vo ovie uslovi) Sn 2+ (posilen reduktor vo istite uslovi) Broj na razmeneti elektroni mora da bide ist 2Fe e - 2Fe 2+ E o = 0,771 (ne vlijae na E o ) Sn e - Sn 2+ E o = 0,150 spontano }e se odviva reakcijata 2Fe 3+ + Sn 2+ 2Fe 2+ + Sn 4+ E = 0,77-0,15 = 0,62 V od levo kon desno

46 Primer 2. Vo koj pravec sponatno }e se odviva reakcijata Cu Fe 2+ Cu(s) + 2Fe 3+ ako se pome{aat supstancii so slednite koncentracii: c Cu2+ = 0,020 M c Fe2+ = 0,010 M c Fe3+ = 0,100 M Re{enie!!! Ravenkata za elektrodniot potencijal e sledna: 0,059 V [Ox] E = E o log n [Red] ❶ se presmetuva elektrodniot potencijal na redoks parot Cu 2+ /Cu(s) E o Cu2+/Cu = 0,337 (vrednost od tabela); n= 2 0,059 0,020 E Cu2+/Cu = 0, log

47 E Cu2+/Cu = 0, ,0295 x (-1,69897) E Cu2+/Cu = 0,337-0, = + 0,287 V ❷ se presmetuva elektrodniot potencijal na redoks parot Fe 3+ /Fe 2+ E o Fe3+/Fe2+ = 0,771 (vrednost od tabela) z = 1 0,059 0,100 E Fe3+/Fe2+ = 0, log ,010 E Fe3+/Fe2+ = 0, ,059 = 0,830 V Spontano }e reagiraat Fe 3+ (oksidans na redoks parot so povisok elektroden potencijal) so Cu metal (reduktor na redoks parot so ponizok elektroden potencijal) Cu Fe 2+ Cu(s) + 2Fe 3+ od desno kon levo Cu(s) + 2Fe 3+ Cu Fe 2+

48 Kvantitativnost na redoks reakciite Vrz osnova na vrednosta na konstantata na ramnote`a se procenuva kvantitativnosta na redoks reakcijata. Za da redoks reakcija bide dovolno kvantitativna, nejzinata konstanta na ramnote`a K, odnosno (E o 1 - E o 2) treba da bide dovolno golema. Primer, Ox 1 + Red 2 Red 1 + Ox 2 Pretpostavka: reakcijata e kvantitativna 99,9 % po~etnata koncentarcija na opredeluvanata supstancija e c o konstantata na ramnote`a na reakcijata mora da ima minimalna vrednost od 0,999 c o x 0,999 c o log K 6 K ; 0,001 c o x 0,001 c o

49 n (E o 1 - E o 2) log K e: log K = ,059 Za vrednosti: n= 1 log K = 6 minimalnata razlika na standardnite elektrodni potencijali za dvata redoks para koi vleguvaat vo reakcija mora da bide n(e o o 1 - E 2) 2 = 0,059 x log K 0,059 x log K 0,059 x 6 E o 1 - E o 2 = = = 0,354 n 1 ZAKLU^OK: Za da edna redoks reakcija bide prakti~no potpolna (kvantitativna 99,9 %), razlikata na standardnite elektrodni potencijali na redoks parot na oksidansot i redoks parot na reduktorot treba da iznesuva najmalku 0,2 do 0,4 V, zavisno od brojot na razmenetite elektroni.

50