O kráse země i historie naší

Vítejte na nicotna.osoba.cz Michal Šedivý

Sbírka vlakové pošty

8. Redoxní děje a rovnováhy

 

8. Redoxní děje a rovnováhy


Redoxní rovnováhy se ustavují v soustavách, ve kterých probíhají redukčně oxidační reakce.

Reakci, při níž reaktant předává svůj elektron, nazýváme oxidace.

Reakci, při níž reaktant přijímá elektron, nazýváme redukce.

Redukovaná forma (red), která při reakci předá svůj elektron, se zoxiduje na oxidovanou formu (ox). Oxidovaná forma naopak přijme elektron a zredukuje se. Zn Zn2+ + 2e- Cu2+ + 2e- Cu

red ox + ve- ox + ve- red

Každá z těchto dvojic lišících se o jeden nebo více elektronů se nazývá redoxní systém.

redoxní systém 1 (oxidace)

red 1 + ox 2 red 2 + ox 1

redoxní systém 2 (redukce)

Vlastnosti

Oxidační činidlo je látka oxidující jiné látky tím, že od nich přijímá elektrony a sama se redukuje. Oxidační činidla jsou tedy akceptory elektronů.

Redukční činidlo je naopak látka redukující jiné látky tím, že jim předává elektrony a sama se oxiduje. Redukční činidla jsou tedy donory elektronů.

Táž látka může být v jedné redoxní reakci oxidačním činidlem, v jiné redukčním činidlem. Proto může být rozdělení látek na redukční a oxidační činidla značně relativní.

Br2(ox) + H2(red) 2HBr Br2(red) + F2(ox) 2BrF

O oxidačních a redukčních vlastnostech látek nás informují jejich standardní elektrodové potenciály E. Nejvíce negativní potenciály mají alkalické kovy, zatímco ušlechtilé kovy mají potenciály nejvíce pozitivní. Čím je E negativnější, tím má kov větší schopnost uvolňovat elektrony a přecházet do roztoku. Kov s negativnější hodnotou E má tedy schopnost ve vodném roztoku redukovat ionty kovu s pozitivnější hodnotou E.


Standardní elektrodový potenciál, typy elektrod

Zvláštní typem redoxních reakcí jsou reakce uplatňující se při průchodu elektrického proudu na elektrodách v elektrolyzéru nebo galvanickém článku. Od ostatních redoxních reakcí se liší tím, že rozdělení reakce na dílčí reakci redukční a dílčí oxidační u nich není formální, ale skutečné. Na jedné elektrodě (katodě) dochází pouze k redukci reaktantů (katoda je donorem elektronů) a na druhé (anodě) pouze k oxidaci reaktantů (anoda je akceptorem elektronů). Reakce Zn (s) + Cu2+ (aq) Cu (s) + Zn2+ (aq) se může uskutečnit také v galvanickém článku.

Při průchodu tímto článkem probíhá na Zinkové elektrodě oxidační děj a na měděné elektrodě děj redukční:

 

Zn (s) Zn2+ (aq) + 2e- oxidace

Cu2+ (aq) + 2e- Cu (s) redukce


Elektrody rozlišujeme podle chemického složení roztoku a podle materiálu ze kterého je vyrobena. Elektrody prvního druhu kationtové jsou kovové elektrody ponořené do roztoku obsahujícího kationty téhož druhu) a aniontové tvořené látkou, která z roztoku přijímá své anionty. Elektrody druhého druhu jsou kovy pokryté vrstvou málo rozpustné soli, které mají

s málo rozpustnou solí společný anion. Elektrody redukčně-oxidační jsou zlaté nebo platinové elektrody ponořené do roztoku obsahujícího oxidovanou i redukovanou formu dané látky. Elektrody iontově selektivní jsou realizované membránou, kterou mohou procházet jen určité ionty – např.: H3O+ u elektrody skleněné.

Každou z elektrod lze charakterizovat elektrodovým potenciálem Eox/red, který je dán rovnovážným napětím galvanického článku sestaveného z této elektrody a standardní vodíkové elektrody. Je-li pro danou elektrodu poměr [Ox]/[Red] jednotkový, je elektroda ve standardním a její elektrodový potenciál je standardní Eox/red .






Galvanické články

Jsou soustavy, ve kterých při vnějším spojení obou elektrod dochází k samovolným reakcím (Gibbsova energie klesá) elektroaktivních látek (látek účastnících se reakce) a soustava poskytuje elektrickou práci.

Lokální galvanické články se uplatňují při elektrochemické korozi na heterogenním kovovém povrchu.

Rozlišujeme články:

a) Primární Do těchto článků se dávají elektroaktivní látky už při jejich výrobě. Po jejich spotřebování nevratnou elektrochemickou článkovou reakcí (vybití článku) již nelze funkci článku obnovit.

b) Sekundární U nich se elektroaktivní látka v článku vytváří elektrolýzou při jeho nabíjení. Při vybíjení se elektroaktivní látka opět spotřebovává. Je zřejmé, že článková reakce musí být vratná.

Na katodě dochází vždy k redukci částic, na anodě k oxidaci. Pracuje-li soustava jako galvanický článek (je zdroj proudu), je katoda vždy kladným pólem a anoda záporným pólem článku. Pracuje-li jako elektrolyzér (vnější vložené napětí), je katoda vždy záporným pólem a anoda kladným pólem systému.

c) Palivové Do nich je elektroaktivní látka přiváděna plynule, dochází k elektrochemické článkové reakci a článek plynule produkuje elektrickou energii.

 

Žádné komentáře
 
Made by: MICHAL ŠEDIVÝ studio Lísek 26 Postupice ANNO 2006