CCF20140510003

<(>

reto^o ks 6. ol.

2014-03-06

Wpływ środowiska na Kierunek przebiegu reakcji redoks

}4 Na powstawanie różnych produktów reakcji z tych samych substratów mają I wpływ następujące warunki: temperatura, stężenie reagentów, pH roztworu, H rozpuszczalnik. Wpływ tych warunków jest najlepiej widoczny w procesach, w których uczestniczą związki pierwiastków występujących na różnych stopniach utlenienia.

1. Zmiana stopnia utlenienia w zależności od odczynu środowiska

Redukcja KMn0₄ - wzrost stężenia jonów H^ł (obniżenie pH) powoduje wzrost zdolności utleniających,

| - środowisko kwaśne (Mn^vn —► Mn")

|    5K₂S0₃ + 2KMn0₄ + 3H₂S0₄ — 6K₂S0₄ + 2MnS0₄ + 3H₂0

- środowisko obojętne, słabo zasadowe (Mn^VH -» Mn¹'')

3K₂S0₃ + 2KMn0₄ + H₂0 -> 3K₂S0₄ + 2Mn0₂ + 2KOH fi - środowisko zasadowe (Mn^vn -> Mn^vl) - reakcja przebiega w środowisku silnie Ą zasadowym i przy niedomiarze substancji redukującej.

I K₂S0₃ + 2KMnO„ + 2KOH -* K₂S0₄ + 2K₂Mn0₄ + H₂0

1

■

\|    3. Wpływ silniejszych utleniaczy i reduktorów wobec słabszych utleniaczy

i reduktorów

i -

H Pewne związki mogą wykazywać właściwości redukujące lub utleniające w

H zależności od właściwości drugiego substratu. Związki te wobec silniejszych utleniaczy wykazują właściwości redukujące, a w stosunku do silniejszych reduktorów spełniają rolę utleniaczy.

Na przykład:

M a) kwas azotowy (III) i jego sole w reakcji z silniejszymi utleniaczami (KMn0₄, K₂Cr₂0₇) w środowisku kwaśnym wykazuje właściwości redukujące 5N0₂- + MnO„- + 6H⁴ 5NOy + 2Mn²* + 3H₂0

, b) kwas azotowy (III) i jego sole w obecności silniejszych reduktorów (KI, H₂S)

jf| pełni rolę utleniacza

2NOy + 21- + 4H* -> 2NO + l₂ + 2H₂0

12

2. Wpływ stężenia reagentów na kierunek przebiegu reakcji

Zdolności utleniające kwasu azotowego (V) rosną ze wzrostem stężenia jonów NOy i H*. Metale (szlachetne) o właściwościach redukujących nie wypierają wolnego wodoru z rozcieńczonych i stężonych roztworów kwasu azotowego (V), ale redukują jon NOy do produktów gazowych NO (bezbarwny) lub N0₂ (brunatny) w zależności od stężenia kwasu.

Na przykład:

-    w środowisku rozcieńczonego kwasu azotowego (V):

3 Cu⁰ + 8H* + 2N0₃* — 3Cu²* + 2NOT + 4H₂0

-    w środowisku stężonego kwasu azotowego (V):

Cu⁰ + 4H* + 2N0₃ - Cu²* + 2N0₂T + 2H₂0

|| Amfotery redoks są to substancje zawierające atomy pierwiastka na j pośrednim stopniu utlenienia, który może być utleniaczem lub reduktorem w zależności od tego, czy substancja, z którą reaguje ma większą lub II mniejszą zdolność pobierania elektronów, np.: NOy lub H₂0₂.

|| Substancje te wobec silniejszych utleniaczy zachowują się jak reduktory, ^ natomiast wobec silniejszych reduktorów zachowują się jak utleniacze.

Przykład H₂Oy -jako utleniacz

2Fe²* + H₂0₂ + 2H*r-ł 2Fe³* + 2H₂0 -jako reduktor w środowisku silniejszych utleniaczy, np.: KMn0₄/ H*

5H₂0₂ + 2MnO<- + 6H* -» 2Mn²* + 50₂'+ 8H₂0

Substancje te mogą również ulegać reakcji dysproporcjonowania.

y

13

			1 1 Potencjał red-oks
	Reakcja dysproporcjonowania (autoredoksydacja, dysmutacja), czyli reakcja		1 |p Elektroda platynowa zanurzona w roztworze zawierającym utleniacz i częściowo
ii.	samoutleniania i samoredukcji. Jest to rodzaj reakcji redoks, która		j| zredukowaną postać utleniacza (np. Fe^3* i Fe^2*) wykaże naładowanie elektryczne,
	przebiega samorzutnie prowadząc do utworzeniu produktu o wyższym i o		gdyż między platyną a roztworem zaistnieje pewna różnica potencjałów, zwana
	niższym stopniu utlenienia z substratu o pośrednim stopniu utlenienia.		potencjałem redoks.
	Pierwiastki ulegające tej reakcji, np.: siarka, azot, fosfor, mangan, rtęć.		Potencjał redoks zależy od charakteru układu utleniacz - reduktor i od ich stężeń w
			roztworze. Możemy przedstawić go wzorem Nernsta:
	Przykład Cly		_ „ 0.059, [Utl] E = Eu +-lag jU-jL n. [Red]
	Cl2 + 12 OH^- -» 2 ClOy + 6 H20 +10e I Cl2 + 2e -> 2 Cl- | x5		E - potencja! redoks układu E°- normalny potencjał redoks n - liczba elektronów biorących udział w reakcji
	6 Cl2 + 12 OH- — 2 CIOy+ 10 Ch + 6 H20
	6 Cl2 + 12 NaOH -» 2 NaCI03 + 10 NaCI + 6 H20		(utl) i (red)- stężenie utlenionej i zredukowanej postaci związku
	-		Normalny potencjał redoks jest wielkością stałą, charakteryzującą dany ukladl!

y

1