Константа равновесия и направление ОВР. Расчёт ЭДС реакций. Роль ОВР в живой и неживой природе.

Константа равновесия ОВР помогает судить не только о направлении, но и о глубине протекания процесса. Для любых ОВР константа равновесия может быть вычислена, если известны окислительно - восстановительные потенциалы полуреакций окисления и восстановления:

lgK=((E⁰_ok-E⁰_вост) х n)/0,059 где

К – константа равновесия окислительно - восстановительной реакции,

Е0 (ok) и Е0 (вост.) – нормальные потенциалы окислителя и восстановителя,

n - количество ионов, принимающих участие в полуреакциях окисления или восстановления (эквивалентное число).

Направление ОВР. Самопроизвольно ОВР протекают всегда в сторону превращения сильного окислителя в слабый сопряженный восстановитель; сильного восстановителя в слабый сопряженный окислитель. Восстановительный (редокс) потенциал– колич.мера окислительно-восстановительной способности в-ва. Величина редокс-потенциала зависит от: природы окисленной и восстановленной формы сопряженной окислительно-восстановительной пары (ОВ пары); соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм данной сопряженной ОВ пары; температуры; рН (в случаях, когда в ОВР участвуют ионы Н+ или ОН–). Знач., которое приним. r при концентрациях равных 1 моль/л всех участников процесса и температуре 298 К называется стандартным восстановительным потенциалом и обозначается o r. Способа определения абсолют.знач. o r не существует, поэтому пользуются относительными величинами, характеризующими потенциалы сопряженных ОВ пар относительно эталонной пары: 2Н+ + 2ē Н2, потенциал которой при стандартных условиях условно принят равным 0. Положит.знач. o r имеют окислительно- восстановительные пары, в кот. окисленная форма присоединяет электроны легче, чем катион водорода в эталонной паре. Отриц.знач. o r имеют окислительно-восстановительные пары, в которых окисленная форма присоединяет электроны труднее, чем катионы Н+ в эталонной паре. Условием самопроизвольного протекания ОВР является положит.знач.ее ЭДС. В зависимости от природы окислительно-восстановительной системы и состава р-ра возмож.след.случаи. 1. Актив.конц.восстановленной формы больше активной концентрации окисленной формы. В этом случае скорость процесса окисления в начальный момент будет больше скорости процесса восстановления, поэтому часть электронов останется на платине и она приобретет относительно раствора отрицат. заряд. 2. Актив.конц.восстановленной формы меньше активной конц.окисленной формы. При избытке в р-ре окисленной формы в-ва в начальный момент скорость окисления будет меньше скорости восстановления, поэтому часть электронов платины перейдет на частицы окисленной формы в-ва и платина приобретет относительно раствора положит.заряд. 3. Актив.конц.окисленной и восстановленной форм равны, но электронодонорная способность восстановленной формы не совпадает с электроноакцепторной способностью окисленной формы. В этом случае платиновая пластинка заряжается положит., если преобладает электроноакцепторная способность системы, или отрицат., если выше электронодонорные свойства.

Роль ОВР в живом организме. Важнейшими процессами в живых организмах являются реакции ферментативного окисления веществ-субстратов:углеводов, жиров, аминокислот. В митохондриях окисление происходит в результате переноса электронов от органических субстратов-интермедиатов – на элементарный кислород, который при этом восстанавливается до воды.

 

Растворимость осадков. Взаимосвязь между растворимостью и константой растворимости. Условия образования и растворения осадков. Факторы, определяющие растворимость. Практическое значение осаждения-растворения.

Растворимость S – концентрация компонента в насыщенном растворе.В насыщенном растворе малорастворимого электролита устанавливается гетерогенное равновесие между твердой фазой и ионами, образующимися при частичном растворении осадка.Состояние этого равновесия по закону действующих масс количественно характеризуется константой, называемой произведением растворимости (ПР):ПР (AnBm)=[Am+]n[Bn–]m Константа растворимости и растворимость – взаимосвязанные величины, поэтому по известной растворимости вещества можно найти значение произведения растворимости и наоборот. Условие образования осадка: произведение молярных концентраций ионов, возведенных в степень стехиометрических коэффициентов (ПК), должно быть больше величины произведения растворимости (ПР):AnBm «nAm+ + mBn–

ПК(AnBm) = (CA+m)n•(CB–n)m > ПР(AnBm)Если ПК(AnBm) < ПР(AnBm), то осадок не образуется. Следовательно, зная концентрации ионов малорастворимого электролита в растворе, можно ориентировочно оценить, выпадет ли в данном случае осадок.Факторы, влияющие на растворимость веществ: температуры, природы растворителя, ионной силы, наличия одноименных ионов и побочных реакций, а также от структуры осадка и степени его дисперсности. Практическое значение осаждения-растворения:1. Неорганические и органические кислоты в большинстве случаев хорошо растворяются. Исключением есть H₂SiО₃, H₂SnО₃, HSbО₃.2. Все основания являются малорастворимыми, за исключением щелочей: KOH, NaOH, Ba(OH)₂, Sr(OH)₂.3. За растворимостью соли делятся на две большие группы.а) Соли сильных кислот хорошо растворяются. Исключение - BaSO₄, SrSO₄, PbSO₄, PbCl₂, PbBr₂, PbI₂, AgCl, AgBr, AgI, Hg₂Cl₂, Hg₂Cl₂, Hg₂Br₂, Hg₂I₂.б) Соли слабых кислот растворяются плохо, за исключением солей Na⁺, K⁺, а также солей ацетатной и нитратной кислот.

 

Основные методы разделения и концентрирования, их выбор и оценка. Реагенты-осадители общего назначения, групповые, избирательные и специфические. Осаждение как метод концентрирования.

Концентрированиеприменяют, если намеченные способы измерения аналитического сигнала недостаточно чувствительны и не позволяют определить компонент в исследуемом веществе на соответствующем концентрационном уровне. Разделение применяют, если имеющиеся в распоряжении аналитика способы измерения аналитического сигнала недостаточно селективны, то есть сигнал определяемого компонента будет искажен другими компонентами той же пробы. Основные методы: Осаждение- Выделение из раствора твёрдой фазы малорастворимого соединения. Соосаждение- Захват осадком (коллектором) посторонних ионов, которые сами по себе в данных условиях осадков не образуют; одновременный переход микро- и макрокомпонентов в формирующуюся твёрдую фазу осадка. Экстракция- Избирательное извлечение веществ из водной фазы в несмешивающуюся с ней органическую фазу. Электролиз- Выделение определяемых или мешающих элементов на инертном электроде под действием электрического тока. Дистилляция- Выделение веществ из жидкой фазы в газовую в виде летучих соединений. Цементация- Самопроизвольное осаждение элемента на поверхности более электроотрицательного металла Специфическими называются реагенты, которые дают характерную реакцию только с одним ионом и позволяют обнаружить его в смеси многих других ионов. Например, обнаружение иона йода (крахмал) Избирательные реагенты позволяют обнаруживать несколько веществ или ионов. Например: реактив K₄[Fe(CN)₆] образует окрашенные соединения с ионами Fe³⁺ и Cu²⁺. Групповыми называются реагенты, которые обнаруживают ионы определенной аналитической группы. Например, если к раствору, содержащему ионы Ag⁺, Pb²⁺,Hg₂²⁺ др. добавить раствор HCl, то эти ионы выпадут в осадок (AgCl, PbCl, Hg₂Cl₂) и их можно отделить от других ионов. С помощью групповых реактивов осуществляется систематический ход анализа, т.е. проводят разделение и обнаружение ионов в определенном порядке. метод осаждения состоит из следующих этапов:-осаждение соединения, содержащего определяемое вещество (его называют осаждаемой формой)-фильтрование полученной смеси для отделения осадка от надосадочной жидкости-промывание осадка для удаления надосадочной жидкости и адсорбированных примесей с его поверхности-высушивание или прокаливание для превращения осадка в гравиметрическую форму или весовую форму (т.е. в форму подходящую для взвешивания),-взвешивание полученного осадка,-вычисление результатов определения.