Слайд 2План лекции:
Использование ОВР в аналитической химии.
Типы ОВР.
Количественное описание ОВР.
Константа равновесия ОВР.
![План лекции: Использование ОВР в аналитической химии. Типы ОВР. Количественное описание ОВР.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-1.jpg)
Устойчивость водных растворов окислителей и восстановителей.
Слайд 3Использование ОВР в аналитической химии
При пробоподготовке для переведения в раствор пробы.
Для разделения
![Использование ОВР в аналитической химии При пробоподготовке для переведения в раствор пробы.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-2.jpg)
смеси ионов.
Для маскирования.
Для проведения реакций обнаружения катионов и анионов в качественном химическом анализе.
В титриметрическом анализе.
В электрохимических методах анализа.
Слайд 4 Например, при гипоксии (состояние кислородного голодания) происходит замедление транспорта Н+ и е
![Например, при гипоксии (состояние кислородного голодания) происходит замедление транспорта Н+ и е](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-3.jpg)
– в дыхательной цепи и накопление восстановленных форм соединений. Этот сдвиг сопровождается снижением ОВ потенциала (ОВП) ткани и по мере углубления ишемии (местное малокровие, недостаточное содержание крови в органе или ткани) ОВП снижается. Это связано как с угнетением процессов окисления вследствие недостатка кислорода и нарушения каталитической способности окислительно-восстановительных ферментов, так и с активацией процессов восстановления в ходе гликолиза.
Слайд 5 Типы ОВР
1. Межмолекулярные – изменяются степени окисления (С.О.) атомов элементов, входящих в
![Типы ОВР 1. Межмолекулярные – изменяются степени окисления (С.О.) атомов элементов, входящих в состав разных веществ:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-4.jpg)
состав разных веществ:
Слайд 6
2. Внутримолекулярные – окислитель и восстановитель - атомы одной молекулы:
![2. Внутримолекулярные – окислитель и восстановитель - атомы одной молекулы:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-5.jpg)
Слайд 7
3. Самоокисления – самовосстановления (диспропорционирования) – один и тот же элемент повышает
![3. Самоокисления – самовосстановления (диспропорционирования) – один и тот же элемент повышает](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-6.jpg)
и понижает С.О.
Cl2 - является окислителем и восстановителем.
Слайд 8 Количественное описание ОВР
Например, чем сильнее основание, тем больше его сродство в протону.
![Количественное описание ОВР Например, чем сильнее основание, тем больше его сродство в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-7.jpg)
Также и сильный окислитель обладает большим сродством к электрону.
Например, в кислотно-основных реакциях участвует растворитель (вода), отдавая и принимая протон, а в ОВР вода тоже может терять или присоединять электрон.
Например, для проведения кислотно-основных реакций необходимы как кислота, так и основание, а в ОВР – и окислитель и восстановитель.
Слайд 9 Рассматривая ОВ пару в целом, можно записать схематичное уравнение реакции:
Ox + nē
![Рассматривая ОВ пару в целом, можно записать схематичное уравнение реакции: Ox +](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-8.jpg)
= Red
Равновесие в растворе можно описать с помощью равновесного потенциала, который зависит от состава раствора по уравнению Нернста:
Слайд 10 При температуре 298 К уравнение Нернста принимает вид:
![При температуре 298 К уравнение Нернста принимает вид:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-9.jpg)
Слайд 11 Непосредственно измерить электродный потенциал сложно, поэтому все электродные потенциалы сравнивают с каким-либо
![Непосредственно измерить электродный потенциал сложно, поэтому все электродные потенциалы сравнивают с каким-либо](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-10.jpg)
одним («электродом сравнения»). В качестве такого электрода используют обычно так называемый водородный электрод.
Слайд 12 В уравнении Нернста можно использовать вместо активностей ионов их концентрации, но тогда
![В уравнении Нернста можно использовать вместо активностей ионов их концентрации, но тогда](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-11.jpg)
необходимо знать коэффициенты активностей ионов:
Слайд 13 На силу окислителя и восстановителя могут влиять:
значение рН,
реакции осаждения
реакции
![На силу окислителя и восстановителя могут влиять: значение рН, реакции осаждения реакции](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-12.jpg)
комплексообразования.
Тогда свойства редокс-пары будут описываться реальным потенциалом.
Слайд 14 Для расчета реального потенциала полуреакций, получаемых сочетанием
ОВР и реакций осаждения, используются
![Для расчета реального потенциала полуреакций, получаемых сочетанием ОВР и реакций осаждения, используются](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-13.jpg)
формулы:
∙ если окисленная форма представляет собой малорастворимое соединение:
Слайд 15∙ если восстановленная форма представляет собой малорастворимое соединение:
![∙ если восстановленная форма представляет собой малорастворимое соединение:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-14.jpg)
Слайд 16Сочетание ОВР и реакций комплексообразования
∙ если окисленная форма связана в комплекс:
![Сочетание ОВР и реакций комплексообразования ∙ если окисленная форма связана в комплекс:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-15.jpg)
Слайд 17
∙ если восстановленная форма связана в комплекс:
![∙ если восстановленная форма связана в комплекс:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-16.jpg)
Слайд 18
∙ если обе формы связаны в комплекс:
![∙ если обе формы связаны в комплекс:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-17.jpg)
Слайд 19Сочетание ОВР и реакций протонирования
если протонируется окисленная форма:
![Сочетание ОВР и реакций протонирования если протонируется окисленная форма:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-18.jpg)
Слайд 20
если протонируется восстановленная форма:
![если протонируется восстановленная форма:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-19.jpg)
Слайд 22если реакция протекает по следующему уравнению:
Ox + mH+ + nē =
![если реакция протекает по следующему уравнению: Ox + mH+ + nē = Red + H2O тогда](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-21.jpg)
Red + H2O
тогда
Слайд 23Константа равновесия ОВР
Расчет константы равновесия для реакции:
Sn2+ + 2Fe3+ = Sn4+ +
![Константа равновесия ОВР Расчет константы равновесия для реакции: Sn2+ + 2Fe3+ =](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-22.jpg)
2Fe2+
Константа равновесия рассчитывается:
Слайд 24Выражения для реальных ОВ потенциалов каждой редокс-пары будут выглядеть следующим образом:
![Выражения для реальных ОВ потенциалов каждой редокс-пары будут выглядеть следующим образом:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-23.jpg)
Слайд 26Проведя математические операции, получим:
К = 1021
![Проведя математические операции, получим: К = 1021](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-25.jpg)
Слайд 27 Используя приведенное вычисление константы равновесия, получим для любого обратимого ОВ процесса при
![Используя приведенное вычисление константы равновесия, получим для любого обратимого ОВ процесса при 20 0С следующее уравнение:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-26.jpg)
20 0С следующее уравнение:
Слайд 28Например, в цериметрии (окислитель Се4+):
Fe2+ + Се4+ = Fe3+ + Се3+
К
![Например, в цериметрии (окислитель Се4+): Fe2+ + Се4+ = Fe3+ + Се3+](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/336071/slide-27.jpg)
= 1011,4 = 2,3 · 1011