Рівноваги в окисно – відновних реакціях

Окисно – відновні реакції мають велике значення в практиці аналітичної хімії. Зокрема, вони використовуються в якісному аналізі для виявлення та відокремлення окремих катіонів і аніонів, розчинення різних речовин чи для маскування іонів.

Кількісне трактування закономірностей окисно–відновних реакцій у розчинах електролітів ґрунтується на обчисленні стандартної зміни енергії Гіббса реакції. Значення енергії Гіббса є критерієм можливості і глибини проходження окисно-відновної реакції в заданому напрямі. За величиною енергії Гіббса можна зробити висновок про напрям проходження окисно-відновних реакцій.

Якщо DG< 0, то реакція самочинно проходить тільки в прямому напрямі; якщо DG > 0 – у зворотному напрямі; при DG=0 – система перебуває в стані рівновагі.

Зв'язок DG з константою рівноваги виражається рівнянням:

DG⁰= - RT lg K_p.

Окисно-відновні властивості речовини визначаються за їх хімічною активністю. Остання виражається через окисно-відновний (окс-ред-) потенціал, який є стандартний Е⁰_Ok/Red і реальний Е_Ok/Red. Реальний окисно-відновний потенціал виражається рівнянням Нернста:

.

Значення стандартних окисно-відновних потенціалів дозволяють зробити висновок про можливість проходження реакції за стандартних і реальних умов: якщо різниця стандартних або реальних окисно-відновних потенціалів(електрорушійна сила – е.р.с.) вихідних речовин реакції позитивна, то можливе проходження реакції в напрямі утворення продуктів реакції.

е.р.с. =Е_Ох⁰ – Е_Red⁰.

Константа рівноваги окисно-відновної реакції визначається за формулою:

.

Оксред-пара з більшим стандартним окисно-відновним потенціалом є окисником по відношенню до оксред-пари з меншим стандартним окисно-відновним потенціалом.Наприклад, пара MnO₄^-/Mn²⁺ по відношенню до пари Br₂/2Br^- буде окисником, оскільки Е^о(MnO₄^-/Mn²⁺) = +1,51 В, а Е^о(Br₂/2Br^-) = + 1,087 В.