Obraz7 (52)

4.3. Procesy redukcyjno-oksydacyjne

Reakcja redukcji-utleniania charakteryzuje się wymianą elektronów między reduktorem (oddającym elektrony) i utleniaczem (pobierającym elektrony). Oznacza to, że reakcji redukcji musi towarzyszyć zawsze reakcja utleniania. Reakcję redoks można zapisać schematycznie w następujący sposób:

utli + nie	redj //J2	reakcja redukcji	(4.3.1)
red2 —	Utl2 / «1	reakcja utleniania	(4.3.2)
/i2Utli + «ired2	«2red| +«iutl2	reakcja redoks	(4.3.3)

gdzie:

utl — postać utleniona, red — postać zredukowana.

Na przykład:

Sn⁴^ + 2e*—* Sn²⁺/1 Fe²⁺ — i jji Fe³⁺/2 Snfl + 2Fe²⁺ — Sn²⁺ + 2Fe³⁺

Warunkiem przebiegu reakcji redoks, jest obecność w roztworze dwóch układów utleniająco-redukujących nazywanych układami redoks. W jednym z nich zachodzi przemiana związana z przyłączaniem elektronów, a w drugim — odwrotna, z oddawaniem elektronów. Układ redoks zawiera zatem dwa jony, w których ten sam pierwiastek występuje na różnych stopniach utlenienia, np. Fe³* i Fe²*, Sn⁴* i Sn²⁺. Reakcję przebiegającą w danym

układzie redoks podczas redukcji (4.3.1) lub utleniania (4.3.2) przedstawia się za pomocą tzw. połówkowej reakcji redoks.

Po dodaniu równania (4.3.1) pomnożonego przez $i do równania (4.3.2), pomnożonego przez ni (aby liczba pobranych elektronów równała się liczbie oddanych elektronów - zasada doboru współczynników) otrzymuje się ogólne równanie reakcji redoks (4.3.3).

Układ redoks, w którym postać utleniona jest związana z postacią zredukowaną tylko wymianą elektronów, nazywa się sprzężoną parą redoks, np. Fe³⁺/Fe²⁺, Sn^/Sn²*. Zapisując układy redoks najpierw podaje się postać utlenioną, a następnie postać zredukowaną.

Aktywność układów redoks, czyli ich moc utleniającą (zdolność do pobierania elektronów) lub moc redukującą (zdolność do oddawania elektronów) charakteryzuje ilościowo potencjał utleniająco-redukujący tzw. potencjał redoks, który można obliczyć ze wzoru Nemsta:

£ = £°+—ln-^    (4.3.4)

nF fljed

gdzie: £°	- potencjał normalny danego układu redoks (V),
R	- stała gazowa (8,314 J/K • mol),
T	- temperatura bezwzględna (298 K),
n	- liczba elektronów biorących udział w reakcji,
F	- liczba Faradaya (96490 C),
duli i dred	- aktywności utleniacza i sprzężonego z nim reduktora.

Podstawiając wartości liczbowe stałych i zmieniając logarytm naturalny na dziesiętny wzór (4.3.4) przyjmuje następującą postać:

111