Зная значение окислительно-восстановительного потенциала, можно определить направление протекания любой ОВР.
Правило: ОВР может протекать самопроизвольно только в том случае, если потенциал окислителя больше потенциала восстановителя.
Пример 36: Определить направление протекания реакции:
2 KMnO4 + 16 HF «2 MnF2 + 5 F2 + 2 KF + 8 H2O
Дано:
схема реакции
2 KMnO4 + 16 HF «2 MnF2 + 5 F2 + 2 KF + 8 H2O
Определить: направление протекания заданной реакции.
Решение:
В данной реакции меняют степени окисления следующие элементы:
 |
Mn+7 + 5e ® Mn+2 процесс восстановления, окислитель Mn+7
2F– - 2e ® F20 процесс окисления, восстановитель F-
По справочным данным:
= + 1,51 В и 
= + 2,85 В
< 
,
т.к. у фтора потенциал больше, то самопроизвольно реакция может протекать только в обратном направлении т. е.:
2 KMnO4 + 16 HF 2 MnF2 + 5 F2 + 2 KF + 8 H2O
Ответ: Заданная реакция может протекать только в обратном направлении.
Гальваническими элементами называют устройства для прямого преобразования химической энергии заключенных в них реагентов в электрическую энергию.
В гальваническом элементе, составленном из двух металлов, погруженных в растворы собственных солей, анодом служит тот металл, у которого меньше алгебраическая величина электродного потенциала. Реагенты (окислитель и восстановитель) входят непосредственно в состав гальванического элемента и расходуются в процессе его работы. После расхода реагентов элемент не может больше работать. Таким образом, это источник одноразового действия.
Например, в гальваническом элементе цинковый электрод, погруженный в раствор ZnSO4, служит анодом по отношению к Fe, Ni, Pb, Cu и другим металлам, расположенным в ряду активности (Приложение 6, табл.1) после цинка и погруженным в растворы собственных солей (схема 4).
Гальванический элемент Даниэля-Якоби состоит из медной пластины, погруженной в раствор СuSO4, и цинковой пластины, погруженной в раствор ZnSO4. Для предотвращения прямого взаимодействия окислителя и восстановителя электроды отделены друг от друга пористой перегородкой.
Гальванические элементы, образованные из соответствующих им полуэлементов, условно изображаются следующей схемой:
(–) Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu (+),
где одиночная вертикальная линия символизирует границу раздела металл- раствор, а двойная - границу между растворами электролитов, т.е. разделяет полуэлементы. Поскольку анод гальванического элемента имеет отрицательный заряд по отношению к катоду, он отдает электроны катоду и окисляется, а на катоде идёт процесс восстановления.
Схема 4. Гальванический элемент Даниэля-Якоби
Важнейшей характеристикой гальванического элемента является ЭДС (электродвижущая сила).
ЭДС = Екатода – Еанода
Пример 37. Составить схему медно-цинкового гальванического элемента, определить процессы, протекающие на аноде и катоде, рассчитать ЭДС медно-цинкового гальванического элемента.
Дано: медно-цинковый гальванический элемент
Найти: ЭДС медно-цинкового гальванического элемента
Решение:
Определим процессы, протекающие на аноде и катоде, исходя из величины Е0 (используя Приложение 6, табл.1)
= +0.34 В; 
= - 0,76 В
Запишем процессы, протекающие на медно-цинковом гальваническом элементе:
(−) Анод: Zn0 – 2ē = Zn2+
(+) Катод: Сu2+ +2ē = Cu0
Условно изобразим следующей схемой медно-цинковый гальванический элемент:
(-) Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu (+)
Рассчитаем ЭДС медно-цинкового гальванического элемента, используя формулу ЭДС = Екатода – Еанода
ЭДС = - = 0,34 – (-0,76) = 1,1 (В)
Ответ: ЭДС медно-цинкового гальванического элемента составляет 1,1 В.
