Константа окислительно-восстановительного процесса

Условием самопроизвольного протекания ОВР является положительное значение ее ЭДС (электродвижущей силой).

Е⁰ = φ° (окислителя) – φ° (восстановителя) > 0

Направление и полнота ОВР определяется константой равновесия, которая находится в зависимости от окислительно-восстановительного (ОВ) потенциала (φ, В):

lgK = n(φ₁° - φ₂°) / 0,059 (при 25°С),

где φ₁° и φ₂° - стандартные ОВ потенциалы полуреакций восстановления и окисления

n – число e^–

При значении К > 10⁸ реакция протекает не менее, чем на 99,99%

Величина ОВ потенциала (φ) определяется уравнением Нернста:

φ = φ° + (RT * In[окисл.]^a / [восст.]^b / nF

где φ° - стандартный ОВ потенциал, В

R – универсальная газовая постоянная

Т – абсолютная температура

n – число e^– , учавствующих в реакции

F – число Майкла-Фарадея, 96500 Кл

[окисл.] – конц. окисл. формы, моль/дм³

[восст.] – конц. восст. формы, моль/дм³

• Если в реакции принимают участие H⁺ - ионы, то значение φ зависит также от [H⁺]:

φ = φ° + (RT * In[окисл.]^a * [H⁺]^m / [восст.]^b / nF

• Если заменить константы их числовыми значениями и перейти от ln к lg, то при Т = 298 К уравнение принимает вид:

φ = φ° + (0,059 * Ig[окисл.]^a * [H⁺]^m / [восст.]^b / n

Пример. Рассмотри реакцию:

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

5Fe²⁺ + MnO4^- + 8H⁺ = 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

K_{MnO4/ Fe2}⁺ = [Mn²⁺][Fe³⁺]⁵ / [MnO₄] [Fe²⁺]⁵[H⁺]⁸

В реакции участвуют 2 пары:

MnO^4- / Mn²⁺ и Fe³⁺ / Fe²⁺

φ₁ = 1,51 В и φ₂ = 0,77 В

φ₁ > φ₂ , поэтому KMnO₄ – окислитель, FeSO₄ – восстановитель.

Для равновесной ОВР имеем изменение свободной энергии Гиббса:

- ΔG0 = RT * lnK

- ΔG0 = nF(φ₁ – φ₂)

ИЛИ

PT lnK = nF(φ₁ – φ₂)

lnK = nF(φ₁ – φ₂) /RT

Для данной реакции:

lnK = 5(1,51 – 0,77) / 0,059 = 62,7 и К_равн. – К_MnO4- / Fe2+ = 5,01 * 10⁶²

Эта К_равн. показывает полноту протекания реакции. Чем оно больше, тем полнее протекает реакция.

32. Классификация дисперсных систем. Классификация дисперсных систем по степени дисперсности; по агрегатному состоянию фаз; по силе межмолекулярного взаимодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой.

32.1) Классификация дисперсных систем по степени дисперсности

1) Истинные растворы (менее 10^-7см)

2) Коллоидные системы (золи) – (10^-7-10^-5см)

3) Микрогетерогенные (10^-5-10^-3см)

4) Грубодисперсные (более 10^-3)

32.2) Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы

1) Т/Т(сплавы)

2) Т/Ж(суспензии)

3) Т/Г, Ж/Г(аэрозоли)

4) Ж/Ж (эмульсии)

5) Г/Ж, Г/Т(пены)

6) Ж/Т(гели)

32.3) Классификация дисперсных систем по взаимодействию между частицами дисперсной системы

1) Свободнодисперсные (частицы не связаны и находятся далеко друг от друга, свободно перемещаются)

2) Связнодисперсные (частицы связаны друг с другом, не могут свободно перемещаться)

32.4) Классификация дисперсных систем по силе межмолекулярного взаимодействия между дисперсной фазой и дисперсионной средой.

1) Лиофобные – слабое взаимодействие вещества дисперсной фазы со средой (лиозоли, аэрозоли, эмульсии, пены)

2) Лиофильные – сильное межмолекулярное взаимодействие веществ фазы и среды с образованием сольватных оболочек из молекул вещества дисперсной среды (мыла, глины)