Ընդհանուր քիմիա. Դասագիրք / Ա. Վ. Ժուլխան; Ed. Վ. Ա. Պոպկով, Ա.Վ. Zhoglovna. - 2012. - 400 էջ. Il.
Գլուխ 8. Redox ռեակցիաները եւ գործընթացները
Գլուխ 8. Redox ռեակցիաները եւ գործընթացները
Կյանքը Redox գործընթացների շարունակական շղթա է:
A.L. Լավահասակ
8.1. Redox գործընթացների կենսաբանական նշանակություն
Մետրաբոլիկ գործընթացները, շնչառությունը, փտածը, ֆերմենտացումը, ֆոտոսինթեզը հիմնված են Redox գործընթացների վրա: Աերոբիկ նյութափոխանակության դեպքում հիմնական օքսիդացուցիչը մոլեկուլային թթվածն է, եւ նվազեցնող գործակալ `սննդի օրգանական նյութեր: Մի ցուցանիշ, որը օրգանիզմը հիմնված է օրգանիզմի օրգանիզմի վրա, կեցվածքի ռեակցիաներն են, օրգանների եւ հյուսվածքների կենսաէլեկտրական ներուժն են: Բիոպոտենցիալները ուղղության որակական եւ քանակական բնութագիր են, կենսաքիմիական գործընթացների հոսքի խորության եւ ինտենսիվության համար: Հետեւաբար, կլինիկական պրակտիկայում կենսապահովիչների եւ հյուսվածքների կենսապահովման գործընթացում լայնորեն օգտագործվում է իրենց գործունեությունը ուսումնասիրելիս, մասնավորապես, սրտանոթային հիվանդությունները ախտորոշելիս էլեկտրասրտնազերծումը հանվում է, էլեկտրամիոգրամը հանվում է: Ուղեղի ներուժի գրանցում - Encephalography - թույլ է տալիս դատել նյարդային համակարգի պաթոլոգիական խանգարումները: Բջիջների էներգետիկ էներգիայի աղբյուրը մեմբրանային ներուժ է, որը հավասար է 80 MV- ին, իոնային ասիմետրիայի առաջացման պատճառով: Անհավասար բաշխում կատիոնների եւ անիոնների մեմբրանի երկու կողմերում: Մեմբրանային ներուժն ունի իոնային բնույթ:Բազմամակարդակ բարդույթներում, վերաձեւակերպված մասնիկների միջեւ էլեկտրոնների եւ պրոտոնների տեղափոխման հետ կապված գործընթացներ
Արձագանքող մասնիկների օքսիդացման աստիճանի եւ վերափոխման ներուժի առաջացման փոփոխություն: Redox- ի ներուժն ունի էլեկտրոնային բնույթ:Այս գործընթացներն ունեն շրջելի ցիկլային բնույթ եւ հիմք ընդունում են շատ կարեւոր ֆիզիոլոգիական գործընթացներ: Միքայելիսը նշել է կյանքի վերափոխման գործընթացների կարեւոր դերը. «Կենդանի օրգանիզմներում տեղի ունեցող ռեդոքս գործընթացները պատկանում են նրանց կատեգորիայի, որոնք ոչ միայն շտապում են, այլեւ կենսաբանական եւ կենսաբանական տեսանկյունից դիտել »:
8.2. Բնահյութ
Redox գործընթացներ
1913-ին, L.V. Pistarzhevsky- ն էլեկտրոնային տեսություն է կատարել Redox գործընթացների էլեկտրոնային տեսություն, որն այժմ ընդհանուր առմամբ ընդունվում է: Այս տեսակի ռեակցիան իրականացվում է ռեակտիվ նյութերի ատոմների միջեւ էլեկտրոնի խտության վերաբաշխմամբ (էլեկտրոնների անցումով), որը դրսեւորվում է օքսիդացման աստիճանի փոփոխության մեջ:
Նրանց միջեւ էլեկտրոնի միջեւ էլեկտրոնի փոխանցման պատճառով արձագանքող նյութերում ընդգրկված ատոմների օքսիդացման աստիճաններ, որոնցից կարիճային նյութեր ներառված ատոմների օքսիդացման աստիճանները կոչվում են Redox ռեակցիաներ:
Redox գործընթացը բաղկացած է 2 տարրական գործողություններից կամ կիսաֆաբրիկատներից, օքսիդացում եւ վերականգնում:
Օքսիդացում- Սա էլեկտրատների կորստի (վերադարձի) գործընթացն է ատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի կողմից: Մասնիկների օքսիդացման աստիճանը օքսիդացումից հետո բարձրանում է.
Մասնիկը, որը էլեկտրոններ է տալիս Նվազող միջոց:Նվազող միջոցի արտադրանքը կոչվում է այն Օքսիդացված ձեւ.
Իր օքսիդացված ձեւով կրճատող գործակալը Redox համակարգի մեկ զույգ է (Sn 2 + / Sn 4 +):
Մեկ կամ մեկ այլ տարրի վերականգնող կարողության չափումն է Իոնացման ներուժ:Որքան փոքր է տարրի իոնիզացիայի ներուժը, այնքան ավելի ուժեղացված գործակալը, ապա տարրերը եւ տարրերը օքսիդացման ստորին եւ միջանկյալ աստիճանի տարրերն են: Էլեկտրոնների (դոնոր ունակություն) մասնիկի կարողությունը որոշում է դրա վերականգնման հատկությունները:
Վերականգնում -Սա մասնաբաժնի միջոցով էլեկտրոնների միացման գործընթացն է: Օքսիդացման աստիճանը վերականգնելիս նվազում է.
Կոչվում է մասնիկներ (ատոմներ, մոլեկուլներ կամ իոններ), միացնող էլեկտրոններ, Օքսիդացուցիչ:Օքսիդիչի արտադրանքի վերականգնումը կոչվում է այն Վերականգնված ձեւը.
Օքսիդացնող գործակալը իր կրճատված ձեւով օքսիդացման համակարգի եւս մեկ զույգ է (FE 3+ / FE 2+): Մասնիկների օքսիդատիվ կարողության չափը Էլեկտրոնի հարազատություն:Որքան ավելի շատ կապ է էլեկտրոնի, այսինքն: Մասնիկի էլեկտրոնային ընդունող ունակությունը, այնքան ուժեղ օքսիդիչ է: Օքսիդացումը միշտ ուղեկցվում է վերականգնմամբ, եւ, ընդհակառակը, վերականգնումը կապված է օքսիդացման հետ:
Դիտարկենք FECL 3-ի փոխազդեցությունը SNCL 2-ով: Գործընթացը բաղկացած է երկու կիսամյակից.
Redox- ի ռեակցիան կարող է ներկայացվել որպես երկու կապակցված զույգերի համադրություն:
Արձագանքների ընթացքում օքսիդիչը վերածվում է կոնյուկացված նվազեցնող գործակալների (վերականգնման արտադրանք), եւ Conjugate Oxidizer- ի նվազեցման գործակալը (օքսիդացման արտադրանք): Դրանք համարվում են Redox զույգեր.
Հետեւաբար, Redox- ի ռեակցիաները ներկայացնում են երկու հակադիր օքսիդացման եւ վերականգնման գործընթացների միասնությունը, որոնք համակարգերում չեն կարող գոյություն ունենալ առանց միմյանց: Դրանում մենք տեսնում ենք միասնության համընդհանուր օրենքի եւ հակառակորդների պայքարի դրսեւորում: Արձագանքը տեղի կունենա, եթե օքսիդավորի էլեկտրոնի հանդեպ կապը ավելի մեծ է, քան նվազեցնող միջոցի իոնացման ներուժը: Դրա համար ներդրվեց հայեցակարգ Էլեկտրաէներգիա -Էլեկտրներ տալու կամ ընդունելու համար ատոմների կարողությունը բնութագրող արժեքները:
Օքսիդացման ռեակցիայի հավասարումների կազմումը իրականացվում է էլեկտրոնային հաշվեկշռի եւ կիսաշրջանի միջոցով: Կես ձեւավորման մեթոդը պետք է նախընտրելի լինի: Դրա օգտագործումը կապված է իոնների օգտագործման հետ, որն իսկապես գոյություն ունի, տեսանելի է միջին դերը: Հավասարումների պատրաստման գործում անհրաժեշտ է պարզել, թե որ ռեակցիայի նյութերից որն է կատարում օքսիդիչի դերը, եւ որը նվազեցնող միջոց է, հեռախոսի արձագանքման առաջընթացի վրա է ազդում: Redox- ի հատկությունները ցուցադրում են միացություններ, որոնք պարունակում են ատոմներ Մեծ թիվ Վալանս էլեկտրոններ տարբեր էներգիայով: Նման հատկությունները ունեն D-Elements (IB, VIIB, VIIIB խմբերի) եւ P-Elements (VIIIA, VIIA, VA խմբերի) կապեր: Կապեր, որոնք պարունակում են տարրական օքսիդացման տարր, միայն օքսիդացնող հատկությունների ցուցահանդես(Kmno 4, h 2 so 4), Կորած - միայն վերականգնման հատկությունները(H 2 S), Միջանկյալ - Bico- ն կարող է վարվել(ԱԺ 2-ն այսպես 3): Կես-ռեակցիայի հավասարումները կազմելուց հետո Իոն հավասարումը Կազմեք ռեակցիայի հավասարումը մոլեկուլային ձեւով.
Հավասարության կազմման ճիշտ ստուգում. Հավասարման ձախ մասի ատոմների եւ մեղադրանքների քանակը պետք է հավասար լինի յուրաքանչյուր տարրի հավասարման ճիշտ մասի ատոմների եւ մեղադրանքների:
8.3. Էլեկտրոդի ներուժի հայեցակարգը: Էլեկտրոդի ներուժի առաջացման մեխանիզմ: Գալվանական բջիջ: Nernsta հավասարումը
Նյութերի օքսիդացման եւ նվազեցման կարողությունների չափը վերափոխման ներուժն է: Դիտարկենք հնարավոր մեխանիզմը: Երբ քիմիապես ակտիվ մետաղը ընկղմվում է (zn, al) իր աղի լուծման մեջ, օրինակ, ZNSO 4-ի լուծման մեջ ZN- ը մետաղի լրացուցիչ լուծում է առաջանում օքսիդացման գործընթացի արդյունքում , երկակի էլեկտրական շերտ, մետաղական մակերեւույթի վրա եւ ZN 2 + / ZN- ի PARY- ի առաջացմանը:.
Մետաղը, ընկղմված իր աղի լուծույթում, օրինակ, ցինկի սուլֆատ լուծույթում ցինկը կոչվում է առաջին տեսակի էլեկտրոդ: Սա երկաֆազ էլեկտրոդ է, որը բացասական է լիցքավորվում: Ներուժը ձեւավորվում է օքսիդացման ռեակցիայի արդյունքում (ըստ առաջին մեխանիզմի) (Նկար 8.1): Երբ ընկղմվում է ցածր արդյունավետ մետաղական աղերի (ՄՄ) լուծույթում, դիտվում է հակառակ գործընթացը: Աղի լուծույթով մետաղական սահմանում մետաղը նստված է իոնի վերականգնման գործընթացի արդյունքում, էլեկտրոնի բարձր ընդունիչ ունակությամբ, որը պայմանավորված է միջուկի բարձր լիցքավորմամբ եւ իոնի ցածր շառավղով: Էլեկտրոդը գանձվում է դրականորեն, աթվերի տարածության մեջ աղիքները կազմում են երկրորդ շերտը, տեղի է ունենում CU 2 + / CU- ի զույգի էլեկտրոդի ներուժը: Ներուժը ձեւավորվում է վերականգնման գործընթացի արդյունքում `երկրորդ մեխանիզմի համաձայն (Նկար 8.2): Էլեկտրոդի ներուժի մեխանիզմը, էլեկտրոդների մեծության մեծությունը որոշվում են մասնակիցների ատոմների կառուցվածքը: Էլեկտրոդի գործընթաց.
Այսպիսով, ներուժը տեղի է ունենում մետաղական հատվածի սահմանին լուծույթով `մետաղի (էլեկտրոդ) մասնակցությամբ օքսիդացնող եւ նվազեցման գործընթացների արդյունքում, որոնք տեղի են ունենում էլեկտրական էլեկտրական շերտի ձեւավորմամբ:
Եթե \u200b\u200bդուք հանեք պղնձի ցինկի ափսեի էլեկտրոնները, ապա ափսեների հավասարակշռությունը կոտրված է: Դա անելու համար միացրեք ցինկ եւ պղնձե ափսեը, ընկղմված իրենց աղի լուծույթներում, մետաղական դիրիժոր, էլեկտրոդի լուծույթներ `էլեկտրոլիտի կամուրջը (Խայտնաշարը` K 2-ի լուծույթով): Z ինկի էլեկտրոդի վրա բացում է օքսիդացման կիսամյակային կազմը.
Եվ պղնձի վրա `կես-ռեակցիայի վերականգնում.
Էլեկտրական հոսանքը պայմանավորված է Redox- ի ընդհանուր արձագանքով.
Էլեկտրական հոսանքը հայտնվում է շրջանային մեջ: Գալվանական տարում էլեկտրական հոսանքի (EDC) առաջացման եւ հոսքի պատճառը էլեկտրոդի ներուժի տարբերությունն է (ե) - Նկար: 8.3.
ՆկՂ 8.3.Էլեկտրական միացման միացման էլեկտրամոնտաժային տարր
Գալվանական բջիջ- Սա մի համակարգ է, որում շրջվում է Redox- ի գործընթացի քիմիական էներգիան
էլեկտրական: Էլեկտրամոնտաժային տարրի քիմիական շղթան սովորաբար գրվում է հակիրճ սխեմայի տեսքով, որտեղ ձախ կողմում բացասական էլեկտրոդ է դրվում այս էլեկտրոդի վրա ձեւավորված զույգի, ուղղահայաց հնարավորության դեպքում: Երկու հատկանիշներ նշում են լուծումների սահմանը: Էլեկտրոդի լիցքը նշվում է փակագծերում. (-) zn ° | Zn 2 + || CU 2 + | Cu ° (+) - էլեկտրամոնտաժային տարրի քիմիական շղթայի դիագրամը:
Զույգերի վերափոխման ներուժը կախված է էլեկտրոդի գործընթացի մասնակիցների բնույթից եւ էլեկտրոդի պրոցեսների մասնակիցների օքսիդացված եւ վերականգնված ձեւերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների հարաբերակցությունը, լուծման ջերմաստիճանը: Redox համակարգի քանակական բնորոշ է վերափոխման ներուժը, որը բխում է Platinum - ջրային լուծույթով փուլային տարանջատման սահմանի սահմանին: C- ի ստորաբաժանումների ներուժի մեծությունը չափվում է վոլտներով (բ) եւ հաշվարկվում է nernst-Peters- ի հավասարումը.
որտեղ (OH) եւ A (Red) օքսիդացված եւ նվազեցված ձեւերի գործունեությունն է. Ռ.- Ունիվերսալ գազի հաստատուն; Շոշափել- Թերմոդինամիկ ջերմաստիճանը, Զ.- մշտական \u200b\u200bFaraday (96,500 CB / MOL); Ն.- տարրական Redox գործընթացին մասնակցող էլեկտրոնների քանակը. ա - հիդրոէքսիքսոնային իոնների գործունեություն. Տղամարդ- Ստոիչիմետրիկ գործակիցը ջրածնի իոնի առջեւ կիսաեզրափակիչում: Արժեքը ° ° -ն ստանդարտ Redox ներուժ է, I.e. Ներուժը չափվում է պայմաններում (եզ) \u003d A (կարմիր) \u003d A (H +) \u003d 1 եւ այս ջերմաստիճանը:
2N + / H 2 համակարգի ստանդարտ ներուժն ընդունվում է 0 V. Ստանդարտ ներուժի համար `վկայական արժեքներ, աղյուսակավորվում է 298k ջերմաստիճանում: Ուժեղջվարը բնորոշ չէ կենսաբանական համակարգերի համար, հետեւաբար, կենդանի համակարգերում տեղի ունեցող գործընթացների բնութագրերի համար, պայմանով որոշված \u200b\u200bպաշտոնական ներուժը (եզ), PH 7.4 եւ ջերմաստիճան ( օգտագործվում է ֆիզիոլոգիական մակարդակ): Գոլորշի ներուժը ձայնագրելու ժամանակ նշվում է մի մասնաբաժնի տեսքով, եւ օքսիդիչը գրված է համարի մեջ եւ դավանանքի մեջ նվազեցնող միջոցը:
25 ° C (298K) մշտական \u200b\u200bարժեքների փոխարինումից հետո (R \u003d 8.31 J / MOL / MOL; Զ.\u003d 96 500 CL / MOL) NERNSTA Equation- ը վերցնում է հետեւյալ ձեւը:
որտեղ φ ° -ը զույգի ստանդարտ ներուժն է. O.FYU- ի եւ V.F- ի հետ: - համապատասխանաբար օքսիդացված եւ նվազեցված ձեւերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների արտադրանք. X եւ Y - Stoichiometric գործակիցները կիսաեզրափակիչ հավասարման մեջ:
Էլեկտրոդի ներուժը ձեւավորվում է մետաղական ափսեի մակերեսին, որը ընկղմված է իր աղի լուծույթում եւ կախված է միայն օքսիդացված ձեւի կենտրոնացման վրա, քանի որ կրճատված ձեւի կոնցենտրացիան չի փոխվում: Էլեկտրոդի ներուժից կախվածությունը նույն անունով համակենտրոնացումից, որոշվում է հավասարման միջոցով.
որտեղ [մ n +] է մետաղական իոնի հավասարակշռության կոնցենտրացիան. Ն.- կիսաեզրափակչությամբ ներգրավված էլեկտրոնների քանակը եւ համապատասխանում է մետաղական իոնի օքսիդացման աստիճանի:
Redox համակարգերը բաժանված են երկու տեսակի.
1) Համակարգում միայն էլեկտրոնների փոխանցում է FE 3 + + ē \u003d \u003d FE 2 +, SN 2 + - 2ē \u003d SN 2 + - ը: այն Մեկուսացված Redox հաշվեկշիռ;
2) համակարգեր, երբ էլեկտրոնների տեղափոխումը լրացվում է պրոտոնների փոխանցմամբ, այսինքն: նկատել Տարբեր տեսակի համակցված հավասարակշռություն.protolytic (թթու հիմք) եւ Redox վերականգնում, պրոտոնների եւ էլեկտրոնների երկու մասնիկների հնարավոր մրցույթով: Կենսաբանական համակարգերում Redox- ի կարեւոր համակարգերը վերաբերում են այս տիպին:
Երկրորդ տիպի համակարգի օրինակ է ջրածնի պերօքսիդը մարմնում վերամշակելու գործընթացը. H 2 O 2 + 2N + 2ē 2H 2 O, ինչպես նաեւ թթվածին պարունակող բազմաթիվ օքսիդացնող գործակալների թթվային միջոցի նվազում. CRO 4 2-, CR 2 O 7 2-, MNO 4 -. Օրինակ, MNO 4 - + 8 ժ + + 5ē \u003d \u003d MN 2 + + 4N 2 O. Էլեկտրոններ եւ պրոտոններ եւ պրոտոններ ներգրավված են այս կիսաեզրափակչությանը: Զույգի ներուժի հաշվարկը, որը կապարում է բանաձեւով.
Կազմի ավելի լայն շրջանակում զույգի օքսիդացված եւ վերականգնված ձեւերը լուծում են օքսիդացման տարբեր աստիճանի (MNO 4 - / MN 2 +): Որպես չափիչ էլեկտրոդ
Այս դեպքում օգտագործվում է էլեկտրոդից իներտ նյութից (PT): Էլեկտրոդը էլեկտրոդի գործընթացի անդամ չէ եւ խաղում է միայն էլեկտրոնային փոխադրողների դերը: Կոչվում է լուծույթում գործող օքսիդացման եւ նվազեցման գործընթացով ձեւավորված ներուժը Օքսիդացման եւ նվազեցման ներուժ:
Չափում այն \u200b\u200bիրականացվում է redox էլեկտրոդ- Դա անարդյունավետ մետաղ է, որը գտնվում է օքսիդացված եւ վերականգնված ձեւը պարունակող լուծույթում: Օրինակ, չափելիս Ե օ.fE 3 + / FE 2 + Զույգերը կիրառում են Redox Electrode - Platinum չափիչ էլեկտրոդ: Համեմատության էլեկտրոդը ջրածնի է, որի զույգի ներուժը հայտնի է:
Արձագանքը հոսում է գալվանական տարրով.
Քիմիական շղթայի սխեման. (-) PT | (H 2 °), H + || FE 3 +, FE 2 + | PT (+):
Redox- ի ներուժը նյութերի օքսիդացման եւ նվազեցման կարողությունների չափանիշ է: Զույգերի ստանդարտ պարամետրերի արժեքը նշված է հղման աղյուսակում:
Հետեւյալ օրինաչափությունները նշվում են Redox- ի ներուժի շարքում:
1. Եթե զույգի չափանիշի ստանդարտ ներուժը բացասական է, օրինակ, ° ° (zn 2+ (p) / zn ° (t)) \u003d -0.76 B, ապա `ջրածնի զույգի նկատմամբ, որի ներուժն ավելի բարձր է , այս զույգը հանդես է գալիս որպես նվազեցնող միջոց: Ներուժը ձեւավորվում է առաջին մեխանիզմի (օքսիդացման ռեակցիայի) համաձայն:
2. Եթե զույգ ներուժը դրական է, օրինակ, ° ° (Cu 2 + (P) / CU (T)) \u003d +0.345 V »- ը ջրածնի կամ կոնյուգատների մյուս զույգի նկատմամբ, որի ներուժն է օքսիդացնող միջոց: Այս զույգի ներուժը ձեւավորվում է երկրորդ մեխանիզմի (վերականգնման ռեակցիայի) համաձայն:
3. Վերը նշվածի համար, զույգի ստանդարտ ներուժի հանրահաշվական արժեքը, այնքան բարձր, օքսիդացված ձեւի օքսիդացնող հզորությունը եւ դրա կրճատված ձեւի վերականգնվող կարողությունը
Զույգ Դրական ներուժի արժեքի նվազեցումը եւ բացասականների ավելացումը համապատասխանում է վերականգնողական գործունեության օքսիդացման եւ աճի անկմանը: Օրինակ:
8.4. Ջրածնի էլեկտրոդ, Redox- ի ներուժի չափում
Զույգի Redox ներուժը որոշվում է կրկնակի էլեկտրական շերտի ներուժով, բայց, ցավոք, այն չափելու մեթոդ չկա: Հետեւաբար, ոչ թե բացարձակ, այլ հարաբերական արժեք, համեմատության համար որեւէ այլ զույգ ընտրություն: Հնարավոր չափումն իրականացվում է պոտենցիոմետրիկ տեղադրման միջոցով, որը հիմնված է դիագրամ ունենալու գալվանական տարրի վրա. Թեստային զույգի (չափիչ էլեկտրոդ) էլեկտրոդը (H + / H °) միացված է, որի ներուժը հայտնի է (համեմատության էլեկտրոդ): Գալվանական տարրը միացված է ուժեղացուցիչի եւ էլեկտրական ընթացիկ հաշվիչի հետ (Նկար 8.4):
Redox- ի գործընթացի արդյունքում ջրածնի գոլորշին ձեւավորվում է ջրածնի էլեկտրոդի վրա. 1/2H 2 O (G) ↔ H + (P) + E -. Ջրածնի էլեկտրոդը կիսամյակային տարր է, որը բաղկացած է
Պլատինի ափսեից պատված պլատինի բարակ, չամրացված շերտով, իջեցված ծծմբաթթվի 1 ժամ լուծույթով: Լուծման միջոցով անցնում է ջրածինը, պլատինի ծակոտկեն շերտում, դրա մի մասը անցնում է ատոմային վիճակի: Այս ամենը կցվում է ապակե նավի մեջ (ամպուլ): Hyd րածնի էլեկտրոդը առաջին տեսակի եռաֆազ էլեկտրոդն է (gasometallic): Օդափոխիչի էլեկտրոդի էլեկտրոդի հավանական հավասարումը վերլուծելը կարելի է եզրակացնել, որ ջրածնի էլեկտրոդի ներուժը գծային աճում է
ՆկՂ 8.4.Ջրածնի էլեկտրոդ
Ջրածնի ցուցիչի pH- ի (աճող թթվայնության) նվազում `լուծման վրա գազային ջրածնի մասնակի ճնշման նվազում:
8.5. Կանխատեսող ուղղություն
Փոխելով նյութերի անվճար էներգիան եւ ստանդարտ Redox ներուժի մեծությամբ
Օքսիդացման նվազեցման ուղղությամբ, կարելի է դատվել համակարգի իզոբարո-իզոթերմային ներուժը (GIBBS ENERGEN), գործընթացի անվճար էներգիա (δG): Արձագանքը սկզբունքորեն հնարավոր է δG O- ում < 0. В окислительно-восстановительной реакции изменение свободной энергии равно электрической работе, совершаемой системой, в результате которой ē переходит от восстановителя к окислителю. Это находит отражение в формуле:
Որտեղ Զ.- մշտական \u200b\u200bFaraday, հավասար է 96,5 կ. / MOL; Ն.- օքսիդացման եւ վերականգնման գործընթացում ներգրավված էլեկտրոնների քանակը `նյութի 1 մոլի համար. Ե օ.- Համակարգի երկու կոնյուգատ զույգերի ստանդարտ օքսիդացման եւ վերականգնող ներուժի տարբերության չափը, որը կոչվում է ռեակցիաների էլեկտրամոտակայուն ուժ (EMF): Այս հավասարումը արտացոլում է հարաբերությունների ֆիզիկական նշանակությունը Ե օ.եւ GIBBS ռեակցիայի ազատ էներգիան:
Redox ռեակցիայի ինքնաբուխ հոսքի համար անհրաժեշտ է, որ դանակահարված զույգերի ներուժի տարբերությունը դրական էր, ինչը հետեւում է հավասարումից, ես: Գոլորշի, որի ներուժն ավելի բարձր է, օքսիդիչի դերը կարող է իրականացնել: Արձագանքը այնքան ժամանակ, քանի դեռ երկու զույգերի ներուժը հավասար է դառնում: Հետեւաբար, պատասխանել այն հարցին, թե արդյոք այս նվազող գործակալը օքսիդացնող միջոց է օքսիդացնող գործակալը կամ, ընդհակառակը, դուք պետք է իմանաք δE : Δe O. \u003d ° oxid. - φ ° վերականգնված: Արձագանքը ընթանում է այն ուղղությամբ, ինչը հանգեցնում է թույլ օքսիդիչի ձեւավորմանը եւ թույլ կրճատող գործակալին: Այսպիսով, համեմատելով երկու կոնյուգատ զույգերի ներուժը, հնարավոր է սկզբունքորեն լուծել գործընթացների ուղղության հարցը:
Առաջադրանք:Հնարավոր է վերականգնել FE 3+ Ion Ions T1 + - ի համաձայն առաջարկվող սխեմայի.
ΔE ° Reaction- ը բացասական արժեք ունի.
Արձագանքը հնարավոր չէ, քանի որ օքսիդացված FE 3+ ձեւը Fe 3+ / Fe 2 + չի կարող թթու տալ T1 + զույգ T1 3 + / T1 +:
Եթե \u200b\u200bռեակցիայի EMF- ը բացասական արժեք է, արձագանքը հակառակ ուղղությամբ է: Որքան մեծ է ° °, արձագանքը ավելի ինտենսիվորեն ընթանում է:
Առաջադրանք:Որն է FEC1 3-ի քիմիական պահվածքը պարունակող լուծույթում.
ա) nai; Բ) Նաբր:
Մենք կատարում ենք կիսաեզրափակիչ եւ գտնում ենք ներուժի համար.
բայց) Ե.Արձագանքներ 2i - + 2FE 3 + \u003d I 2 + 2FE 2 + Կլինի 0,771-0.536 \u003d \u003d 0.235 V, Ե.Այն ունի դրական արժեք: Հետեւաբար, արձագանքը գնում է անվճար յոդ եւ FE 2+ ձեւավորմանը:
բ) e ° ռեակցիա 2BR - + 2FE 3 + \u003d BR 2 + 2FE 2 + կլինի 0,771-1.065 \u003d \u003d -0.29 V. Բացասական արժեք Ե օ.Այն ցույց է տալիս, որ երկաթի քլորիդը չի կարող օքսիդացվել կալիումի բրոմիդից:
8.6. Հավասարակշռության հաստատուն
Redox ռեակցիա
Որոշ դեպքերում անհրաժեշտ է իմանալ ոչ միայն Redox ռեակցիաների ուղղությունն ու ինտենսիվությունը, այլեւ ռեակցիայի հոսքի ամբողջականությունը (քանի տոկոսադրույքներ են սկսվում ռեակցիաների մեջ): Օրինակ, քանակական վերլուծության մեջ հնարավոր է ապավինել միայն այն ռեակցիաների վրա, որոնք գործնականում առաջանում են 100% -ով: Հետեւաբար, նախքան մեկ կամ մեկ այլ ռեակցիա օգտագործելը ցանկացած խնդիր լուծելու համար, որոշեք կայունությունը
Այս մասին Novassia (k p) o-In համակարգում, Կարմրոքս գործընթացների CD- ն որոշելու համար օգտագործվում են ստանդարտ վերափոխման ներուժի եւ NERNST հավասարման աղյուսակ.
այնքանով, որքանովԵրբ հասնում է հավասարակշռությունը, օքսիդացնող միջոցի միաձուլման զույգերի եւ Redox գործընթացի կրճատող գործակալը դառնում է նույնը. ° օքսիդ: - φ ° վերականգնված: \u003d 0, ապա Ե օ.= 0. Հավասարակշռության պայմաններում նեռի հավասարման Ե օ.Արձագանքները հավասար են.
Որտեղ Ն.- օքսիդացման ռեակցիայի մեջ ներգրավված էլեկտրոնների քանակը. Սիրված Պրոդ. P-JCCC եւ P.S. Փոխանակում B-B - համապատասխանաբար, ռեակցիայի արտադրանքի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների եւ ռեակցիայի նյութերի ռեալիմետրիկ գործակիցների աստիճանի արտադրանքը արձագանքման հավասարման մեջ:
Հավասարակշռության հաստատուն նշում է, որ այս ռեակցիայի հավասարակշռության վիճակը տեղի է ունենում այն \u200b\u200bժամանակ, երբ ռեակցիաների արտադրանքի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների արտադրանքը կլինի 10 անգամ մեկնարկային նյութերի հավասարակշռության կոնցենտրացիաների արտադրանք: Բացի այդ, Ղրղզստանի հանրապետության մեծ արժեքը ցույց է տալիս, որ արձագանքը բխում է ձախից աջ: Իմանալով Ղրղզստանի հանրապետությունը, կարող եք, առանց փորձառու տվյալների դիմելու, հաշվարկեք ռեակցիայի ամբողջականությունը:
8.7. Կենսաբանական համակարգերում ռեալեքս ռեակցիաներ
Խցերում եւ հյուսվածքներում կենսական գործունեության գործընթացում կարող են առաջանալ էլեկտրական ներուժի տարբերությունները: Մարմնի էլեկտրաքիմիական վերափոխումները կարելի է բաժանել 2 հիմնական խմբի:
1. Վերականգնման գործընթացները էլեկտրոնային փոխանցման պատճառով մեկ մոլեկուլից մյուսներին: Այս գործընթացներն ունեն էլեկտրոնային բնույթ:
2.Այսպիսով, կապված իոնների փոխանցման հետ (առանց դրանց գանձումները փոխելու) եւ կենսաբազմազանության ձեւավորմամբ: Մարմնի մեջ գրանցված բիոպոտենցիալները հիմնականում մեմբրանային ներուժ են: Նրանք ունեն իոնային բնույթ: Այս գործընթացների արդյունքում ներուժերը ծագում են տարբեր ֆիզիոլոգիական պայմաններում տեղակայված գործվածքների տարբեր շերտերի միջեւ: Դրանք կապված են ֆիզիոլոգիական վերափոխման գործընթացների հոսքի տարբեր ինտենսիվության հետ: Օրինակ, լուսավորության մակերեսային հյուսվածքների մեջ ձեւավորված ներուժը լուսավորված եւ անթիվ կողմի վրա `ֆոտոզիտիտի գործընթացի տարբեր ինտենսիվության արդյունքում: Լուսավորված տարածքը դրականորեն մեղադրվում է անհաջողության հետ կապված:
Էլեկտրոնային բնույթով օքսիդացնող եւ վերականգնման գործընթացներում կարելի է առանձնացնել երեք խումբ:
Առաջին խումբը ներառում է այնպիսի գործընթացներ, որոնք կապված են էլեկտրոնների միջեւ էլեկտրոնների միջեւ, առանց թթվածնի եւ ջրածնի: Այս գործընթացներն իրականացվում են էլեկտրոնների փոխանցման համալիրների մասնակցությամբ `հետերտրոնացնող եւ հետերոյան համալիրներ: Էլեկտրոնային փոխանցումը տեղի է ունենում նույն մետաղի կամ տարբեր մետաղների ատոմների բարդ միացություններում, բայց տարբեր աստիճանի օքսիդացման մեջ: Էլեկտրոնի փոխանցման ակտիվ սկիզբը անցումային մետաղներ են, որոնք ցույց են տալիս մի քանի կայուն օքսիդացման աստիճաններ, եւ էներգիայի մեծ ծախսերը չեն պահանջվում էլեկտրոնի եւ պրոտոնների համար, փոխանցումը կարող է իրականացվել երկար հեռավորությունների վրա: Գործընթացների հետադարձումը թույլ է տալիս բազմիցս մասնակցել ցիկլային գործընթացներին: Այս թրթռիչ գործընթացները հայտնաբերվել են ֆերմենտային կատալիզում (ցիտտոֆրոմներ), սպիտակուցային սինթեզ, նյութափոխանակության գործընթացներ: Այս խումբը Փոխակերպումները ներգրավված են հակաօքսիդիչ հոմեոստազի պահպանման եւ օքսիդացնող սթրեսի օրգանիզմի պահպանման գործում: Դրանք ազատ ռադիկալ գործընթացների ակտիվ կարգավորիչներ են, թթվածնի ակտիվ ձեւերի, ջրածնի պերօքսիդի ակտիվ ձեւերի օգտագործման համակարգը մասնակցում է ենթաշերտերի օքսիդացմանը
Կատալականի տեսակը, պերօքսիդազը, Dehydrogenase- ը: Այս համակարգերը իրականացնում են հակաօքսիդիչ, հակատեկման գործողություններ:
Երկրորդ խումբը ներառում է վերականգնման գործընթացներ, որոնք կապված են թթվածնի եւ ջրածնի մասնակցության հետ: Օրինակ, ենթաշերտի Ալդեհիդի խմբի օքսիդացումը թթվային.
Երրորդ խումբը ներառում է գործընթացներ, որոնք կապված են սուբստրատից պրոտոնների եւ էլեկտրոնների փոխանցման հետ, որոնք բնույթով կախված են բնույթից, ընթանում են Dehydrogenase ֆերմենտների (E) եւ Coenzymes (KO) ներկայությամբ ակտիվացված բարդ ֆերմենտային ֆերմենտի ձեւավորմամբ Substrate (e-ko-s), որը միացնում է էլեկտրոնները եւ ջրածնի կատիոնները ենթաշերտից եւ առաջացնում դրա օքսիդացում: Նման համահունչ է Nicotinyndadenindinucleotide (Over +), որը կցում է երկու էլեկտրոն եւ մեկ պրոտոն.
Կենսաքիմիական գործընթացներում կան համատեղ քիմիական հավասարակշռություն. Redox, protolytic եւ բարդությունների գործընթացներ: Գործընթացները սովորաբար ֆերմենտային են: Ֆերմենտային օքսիդացման տեսակները. Dehydrogenase, Oxidase (Cytochrome, ազատ արմատական \u200b\u200bօքսիդացման վերականգնում): Մարմնի մեջ տեղի ունեցող օքսիդացնող եւ նվազեցման գործընթացները կարելի է բաժանել հետեւյալ տեսակի. 1) ներգանգային նետաձգության (անհամաչափ բոցավառման) արձագանքը ենթաշերտ ածխածնի ատոմների պատճառով. 2) միջամտալի ռեակցիաներ: -4-ից մինչեւ +4-ից օքսիդացման աստիճանի ածխածնի ատոմների առկայությունը ցույց է տալիս դրա երկակիությունը: Հետեւաբար, օրգանական քիմիայում, օքսիդացման եւ վերականգնողական աղբահանության արձագանքը ածխածնի ատոմների պատճառով, որոնք անցնում են ներսից եւ միջամտորեն:
8.8. Մեմբրանի ներուժ
Այն ժամանակվանից ի վեր հայտնի է Ռ. Վիրչովան Կենդանի բջիջ:- Սա կենսաբանական կազմակերպության տարրական բջիջ է, որն ապահովում է մարմնի բոլոր գործառույթները: Մարմնի մեջ բազմաթիվ ֆիզիոլոգիական գործընթացների հոսքը կապված է բջիջներում եւ հյուսվածքներում իոնների փոխանցման հետ եւ ուղեկցվում է ներուժի տարբերության առաջացման հետ: Մեծ դերը մեմբրանային տրանսպորտում պատկանում է պասիվ տրանսպորտային նյութերին. Օսմոզ,
Զտիչ եւ բիոէլեկտրենեզ: Այս երեւույթները որոշվում են բջջային մեմբրանների պատնեշի հատկություններով: Տարբեր կոնցենտրացիաների լուծումների հնարավոր տարբերությունը, որը բաժանվում է ընտրությունների թափանցելիությամբ թաղանթով, կոչվում է թաղանթի ներուժ: Մեմբրանային ներուժն ունի իոնիկ, ոչ էլեկտրոնային բնույթ: Դա պայմանավորված է Ion Asimmetry- ի առաջացման հետ, I.E: Մեմբրանի երկու կողմերում իոնների անհավասար բաշխում:
Միջբողիկ միջին կազատիչ կազմը մոտ է ծովային ջրի իոնային կազմին. Նատրիում, կալիում, կալցիում, մագնեզիում: Էվոլյուցիայի գործընթացում բնությունը ստեղծել է իոններ տեղափոխելու հատուկ միջոց, որը կոչվում է անուն Պասիվ տրանսպորտուղեկցվում է ներուժի տարբերության առաջացման միջոցով: Շատ դեպքերում, նյութերի փոխանցման հիմքը տարածումը է, ուստի բջջային թաղանթի վրա ձեւավորված ներուժը երբեմն կոչվում է տարածման ներուժ:Այն գոյություն ունի, մինչ իոնների կոնցենտրացիան հավասարեցված չէ: Ներուժի մեծությունը փոքր է (0,1 v): Լույսի տարածումը իրականացվում է իոնային ալիքներով: Ion Asymmetry- ն օգտագործվում է նյարդային եւ մկանային բջիջներում հուզմունք առաջացնելու համար: Այնուամենայնիվ, իոնային ասիմետրիայի ներկայությունը մեմբրանի երկու կողմերում կարեւոր է այն բջիջների համար, որոնք ի վիճակի չեն առաջացնել հետաքրքիր ներուժ:
8.9. Հարցեր եւ առաջադրանքներ ինքնուրույն թեստի համար
Դասերի պատրաստվածություն
Եւ քննություններ
1. Թող էլեկտրոդի եւ վերափոխման ներուժի հայեցակարգը:
2. Հեռացրեք Redox- ի ներուժի մի շարք դիտարկվող հիմնական օրինաչափությունները:
3. Որն է նյութերի վերականգնման ունակության չափը: Տվեք ամենատարածված rechoverors- ի օրինակները:
4. Որն է նյութի օքսիդատիվ կարողության չափը: Տվեք ամենատարածված օքսիդացնող գործակալների օրինակները:
5. Ինչպես կարելի է փորձարկել փորձարկել վերափոխման ներուժի մեծությունը:
6. Ինչպես կփոխվի CO 3+ / CO 2+ համակարգի ներուժը, երբ դրա մեջ մտցվում է ցիանիդ իոններ: Պատասխանեք բացատրեք պատասխանը:
7. Այն արձագանքների օրինակը, որում ջրածնի պերօքսիդը խաղում է թթվային եւ ալկալային լրատվամիջոցներում օքսիդացնող գործակալների (նվազեցման գործակալների) դերը:
8. Որն է կենտրոնական ատոմի լիգանդիկ միջավայրը նույնականացնելու երեւույթը `կենդանի համակարգերի գործունեության վերականգնման ներուժի վրա:
9. Կրեյսի ցիկլը գլյուկոզի կենսաբանական օքսիդացման միջոցով ուղղակիորեն նախորդում է արձագանքը.
Որտեղ պաշտոնը եւ + - վերականգնված եւ օքսիդացված համազգեստ NICO-TINAMIDINUCLEOTIDE: Որ ուղղությամբ է ընթանում ստանդարտ պայմաններում վերափոխման այս արձագանքը:
10. Ինչպես են նյութերը, որոնք կոչվում են հետադարձելիորեն արձագանքում օքսիդացնող գործակալներին եւ կանխարգելման ենթաշերտերով:
11. Գաղտնիքի հատկությունների հիման վրա մանրէազերծող նյութերի գործողությունների օրինակները:
12. Permanganateometry- ի եւ IODO Metry- ի հիմնական մեթոդները: Աշխատանքային լուծումներ եւ դրանց պատրաստման մեթոդներ:
13. Որն է ռեակցիաների կենսաբանական դերը, որում փոփոխվում է մանգանի եւ մոլիբդենի օքսիդացման աստիճանը:
14. Որոնք են ազոտային միացությունների թունավոր ազդեցության մեխանիզմը (III), ազոտ (IV), ազոտ (V):
15. Ինչպես է իոն սուպերօքսիդը չեզոքացնում: Բերեք ռեակցիայի հավասարումը: Որն է մետաղական իոնների դերը այս գործընթացում:
16. Կիսային ռեսուրսների կենսաբանական դեր է. FE 3+ + ē fe 2+; Cu 2+ + ē Cu +; Co 3+ + ↔ Co 2+? Օրինակներ տվեք:
17. Ինչպես է ստանդարտ EMF- ն կապված Redox գործընթացի գիբրների էներգիայի փոփոխության հետ:
18. Ստեղծեք օզոնի, թթվածնի եւ ջրածնի գրպանի օքսիդացնող ունակությունը `կալիումի յոդիդի ջրային լուծույթի հետ կապված: Պատասխանեք հաստատեք աղյուսակային տվյալներով:
19. Ինչ քիմիական գործընթացներ են ենթադրում սուպերօքսիդ անիոն արմատական \u200b\u200bեւ ջրածնի պերօքսիդի չեզոքացումը մարմնում: Բերեք կես ձեւավորման հավասարումները:
20. Կենդանի համակարգերում Redox գործընթացների օրինակները, որոնք ուղեկցվում են D-Elements- ի օքսիդացման աստիճաններ փոխելով:
21. Դետոքսիզացիայի համար վերափոխման ռեակցիաների օգտագործման օրինակները:
22. Օքսիդացնող գործակալների թունավոր գործողությունների օրինակը:
23. Լուծում կան մասնիկներ CR 3+, CR 2 O 7 2-, I 2, I -: Որոշեք, թե որ մեկը ինքնաբուխ շփվում է ստանդարտ պայմաններում:
24. Նշված մասնիկներից որն է ավելի ուժեղ օքսիդացնող միջոց, թթվային միջավայրում KMNO 4 կամ K 2 CR 2 O 7:
25. Ինչպես որոշել թույլ էլեկտրոլիտի թույլտվությունը `օգտագործելով պոտենցիոմետրիկ մեթոդը: Կատարեք գալվանական տարրի քիմիական շղթայի դիագրամ:
26. Միանվագ վարչությունը գտնվում է RMNO 4 եւ Nano 2 լուծումների օրգանիզմում:
8.10. Փորձարկման առաջադրանքներ
1. Ինչպիսի հալոգեն մոլեկուլներ (պարզ նյութեր) ցույց են տալիս Redox Duality- ը:
ա) Ոչ մեկը, բոլորն էլ օքսիդիչներ են.
բ) ամեն ինչ, բացառությամբ ֆտորինի.
գ) ամեն ինչ, բացի յոդից.
դ) բոլոր հալոգենները:
2. Ինչ Halide Ion ունի ամենամեծ նվազեցնող գործունեությունը:
ա) F -;
բ) C1 -;
գ) ես -;
դ) BR -.
3. Ինչ հալոգեններ են ընկնում անհամաչափ:
ա) ամեն ինչ, բացի ֆտորին.
բ) ամեն ինչ, բացառությամբ ֆտորիդի, քլորի, բրոմի.
գ) ամեն ինչ, բացի քլորից.
դ) հալոգեններից ոչ մեկը չի մասնակցում:
4. Երկու խողովակներում կան KVR եւ KI- ի լուծումներ: FECL 3 լուծումը ավելացվում է երկու փորձարկման խողովակներում: Որ դեպքում Halide-Ion- ը օքսիդացվում է անվճար հալոգեն, եթե e o (FE 3+ / FE 2+) \u003d 0.77 V; E ° (BR 2 / 2BR -) \u003d 1.06 V; Ե o (I2 / 2i -) \u003d 0.54 v?
ա) KBR եւ KI;
բ) ki;
գ) KVR;
դ) ամեն դեպքում:
5. Ամենաուժեղ նվազող գործակալը.
6. Որ ռեակցիան է ռեակցիաների պերօքսիդի մասնակցությամբ, գազի նման թթվածին կլինի ռեակցիայի արտադրանքներից մեկը:
7. Առաջարկվող տարրերից որն է հարաբերական էլեկտրականությունն ունի ամենամեծ արժեքը:
ա) օ;
բ) C1;
գ) n;
դ) ս.
8. Օրգանական կապերում ածխածինը ցուցադրում է հատկությունները.
ա) օքսիդացնող գործակալ;
բ) գործակալը կրճատելը.
Երկու նյութերի փոխազդեցության այսպիսի գործընթաց, որի ընթացքում մեկ նյութի օքսիդացման հետադարձ արձագանք է առաջանում մյուսի եւ միջին հաշվով, օրինակ, օքսիդացված եւ նվազեցված իոնների վերականգնման պատճառով: - Fe "եւ Fe", Sn "and sn" - այլն: Redox համակարգի ինտենսիվության մակարդակը որոշվում է օքսիդացման նվազեցնող պոտենցիալ հա, որը արտահայտվում է վոլտերով, նորմալության ներուժի նկատմամբ ջրածնի էլեկտրոդ:
Որքան ավելի դրական է համակարգի ներուժը, այնքան ավելի օքսիդացնող հատկություններ, որոնք տիրապետում են: Կոչվում են ներուժ, որոնք ձեռք են բերվում օքսիդացված եւ վերականգնված իոնի հավասար կոնցենտրացիաներ պարունակող համակարգերում: Նորմալ:
Օ. Օ.-v. ից Նորմալ ներուժի մեծությունը կարող է տեղակայվել անընդմեջ, եւ յուրաքանչյուր համակարգ օքսիդացնող միջոց է `ավելի բացասական նորմալ ներուժ ունեցող համակարգի նկատմամբ եւ նվազեցնող միջոց` ավելի դրական նորմալ ներուժ ունեցող համակարգի հետ: Կարմիրական համակարգերը մեծ դեր են խաղում հանքային ձեւավորման մեջ, օրգանական նյութեր վերածելով նստվածքային ժայռերի եւ այլն:
Նյութերի համարժեք կամ Համարժեք - Սա իրական կամ սովորական մասնիկ է, որը կարող է կցել, ազատ արձակել կամ այլ կերպ համարժեք լինել ION- ի փոխանակման ռեակցիաներում կամ էլեկտրոնի օքսիդատիվ ռեակցիայի ռեակցիաների մեջ:
Օրինակ, իդեճի մեջ.
Naoh + hcl \u003d nacl + h 2 o
Համարժեքը կլինի իսկական մասնիկ, Իոն ԱԺ +, իդեճի մեջ
Համարժեք կլինի երեւակայական մասնիկը ½zn (oh) 2:
Նյութի համարժեքի տակ հաճախ հաճախ ենթադրում են Նյութի համարժեքների քանակը կամ Համարժեք քանակությամբ նյութ - Նյութի խլուրդի քանակը համարժեք է ջրածնի կատիոնների մեկ խլելու համար `քննարկվող արձագանքի մեջ:
[խմբագրել] համարժեք քաշը
Համարժեք զանգված - Սա է այս նյութի մեկ համարժեքի զանգվածը:
[խմբագրել] համարժեք մոլային զանգված
Համարժեքների մոլային զանգվածը սովորաբար նշվում է որպես կամ. Կոչվում է նյութի համարժեք մոլային զանգվածի հարաբերակցությունը իր իրականում մոլարի զանգվածին Համարժեքության գործոն (Այն սովորաբար կոչվում է):
Նյութի համարժեքների մոլային զանգվածը մեկ աղոթքի համարժեքների զանգվածն է, որը հավասար է այս նյութի մոլային զանգվածի համարժեքության գործոնի արտադրանքին:
M eq \u003d f eq × մ
[խմբագրել] համարժեքության գործոնը
Զանգահարվում է համարժեք մոլի զանգվածի հարաբերակցությունը իր մոլարի զանգվածին Համարժեքության գործոն (Այն սովորաբար կոչվում է):
[խմբագրել] համարժեքության համարը
Համարժեքության քանակը Զ. Դա մի փոքր դրական ամբողջ թվեր է, որը համարժեք է այս նյութի 1 մոլով պարունակվող որոշ նյութի համարժեքների քանակին: Համարժեքության գործոնը կապված է համարժեքության քանակի հետ Զ. Հետեւյալ հարաբերակցությունը. \u003d 1 / z.
Օրինակ, իդեճի մեջ.
Zn (oh) 2 + 2hcl \u003d zncl 2 + 2h 2 o
Համարժեք է մասնիկը ½zn (oh) 2: Համարը ½ է Համարժեքության գործոն, Զ. Այս դեպքում 2-ն է
* - իներտ գազերի համար Զ. = 1
Համապատասխանության գործոնը օգնում է ձեւավորել համարժեքության մասին օրենք:
[խմբագրել] համարժեքներ
I. V. RICHTER (1792-1800) աշխատանքների արդյունքում բացվեց համարժեքների օրենքը.
§ Բոլոր նյութերը արձագանքում են համարժեք հարաբերությունների մեջ:
§ Բանաձեւ, որն արտահայտում է համարժեքների օրենքը. m 1 e 2 \u003d m 2 e 1
§ Էլեկտրաքիմիական համարժեք - Ըստ Faraday Law- ի, էլեկտրոդի, էլեկտրոդի, էլեկտրոդի համաձայն, էլեկտրոդի վրա պետք է մեկուսացված լինի, էլեկտրաէներգիայի չափի էլեկտրոլիտով անցնելիս.
§ Որտեղ է մշտական \u200b\u200bFaraday- ը:
§ Մշտական \u200b\u200bFaraday - Ֆիզիկական կայուն, նյութի էլեկտրաքիմիական եւ ֆիզիկական հատկությունների միջեւ փոխհարաբերությունները որոշելը:
§ Մշտական \u200b\u200bFaraday- ը հավասար է Cl · MOL -1- ին:
§ Faraday- ի կայունությունը մտնում է որպես մշտական faraday- ի երկրորդ օրենքը (Էլեկտրոլիզի օրենք):
§ թվայինորեն կայուն Faraday- ը հավասար է էլեկտրական լիցքավորմանը, որի անցման ընթացքում էլեկտրոդի միջոցով էլեկտրոդի միջոցով (1 / z) MOL- ի միջոցով:
Որտեղ. 
- Արձագանքում ներգրավված էլեկտրոնների քանակը:
§ Համընդհանուր Faraday- ի համար հետեւյալ հարաբերակցությունը ճշմարիտ է.
§ Որտեղ է տարրական վճարը եւ Avogadro- ի քանակը:
Իզոտոպներ (Dr.-Greek- ից: ισος - «Հավասար», «Նույն», եւ τόπος - "Տեղ") - մեկ քիմիական տարրի ատոմների (եւ միջուկների) սորտեր `տարբեր թվով նեյրոններ միջուկի մեջ: Անունը պայմանավորված է նրանով, որ իզոտոպները նույն տեղում են (մեկ խցում) Mendeleev աղյուսակի մեջ: Ատոմի քիմիական հատկությունները կախված են գրեթե միայն էլեկտրոնային կճեպի կառուցվածքից, որն իր հերթին որոշվում է հիմնականում միջուկի մեղադրանքով Զ. (Այսինքն, դրա մեջ պրոտոնների քանակը) եւ համարյա կախված չէ իր զանգվածային համարից Ա (այսինքն. Պրոտոնների ընդհանուր քանակը) Զ. եւ նեյտրոններ Ն.): Մեկ տարրի բոլոր իզոտոպները ունեն նույն միջուկի վճարը, տարբերվում են միայն նեյտրոնների քանակով: Սովորաբար, իզոտոպը նշվում է քիմիական տարրի խորհրդանիշով, որին վերաբերում է վերին ձախ ցուցանիշի ավելացմանը, ինչը նշանակում է զանգվածային համար (օրինակ, 12 C, 222 RN): Կարող եք նաեւ գրել տարրի անվանումը `զանգվածային քանակի միջոցով` հիպհենի միջոցով (օրինակ, ածխածնի -12, Radon-222): Որոշ իզոտոպներ ունեն ավանդական սեփական անուններ (օրինակ, Deuterium, Actinon):
Isotopes- ի օրինակ. 16 8 O, 17 8 O, 18 O - երեք կայուն թթվածնի իզոտոպ:
[խմբագրել] տերմինաբանություն
Հրեաների հիմնական դիրքորոշումն այն է, որ նույն ատոմային զանգվածով մեկ քիմիական զանգվածի ատոմների (կամ միջուկների) միակ համարի ճիշտ տերմինը նուկլանդիան է եւ ժամկետը Իզոտոպներ Թույլատրվում է դիմել մեկ տարրի նուկլրոպների հավաքածուի ձեւավորման համար: Սահման Իզոտոպներ առաջարկվել է եւ ի սկզբանե օգտագործվել է Բազմաթիվ համարՀամեմատության համար անհրաժեշտ է առնվազն երկու տեսակի ատոմ: Հետագայում լայնորեն ընդգրկված էր եզակի տերմինի սպառումը. իզոտոպ, Բացի այդ, բազմակի քանակի տերմինը հաճախ օգտագործվում է նահանգի ցանկացած հավաքածուի, եւ ոչ միայն մեկ տարր, ինչը նույնպես սխալ է: Ներկայումս միջազգային գիտական \u200b\u200bկազմակերպությունների դիրքերը չեն տրվում միատեսակությանը եւ ժամկետին իզոտոպ Այն շարունակում է լայնորեն կիրառվել, ներառյալ հրեաների եւ Յվուադի տարբեր բաժինների պաշտոնական նյութերում: Սա այն տերմինի այն օրինակներից է, որը սկզբում դրված է դրանում, դադարում է համապատասխանել հայեցակարգին, որի համար օգտագործվում է այս տերմինը (մեկ այլ դասագրքի օրինակ `տիտղոսում, անբաժանելի չէ):
[խմբագրել] Իզոտոպների բացման պատմություն
Առաջին ապացույցը, որ նույն քիմիական պահվածքը ունեցող նյութերը կարող են ունենալ տարբեր ֆիզիկական հատկություններ, այն ստացվել է ծանր տարրերի ատոմների ռադիոակտիվ վերափոխումների ուսումնասիրության մեջ: 1906-07 թվականներին պարզվեց, որ ուրանի ռադիոակտիվ տարրալուծման արտադրանքը `Ionium- ը եւ ռադիոակտիվ դեկորատիվ ռադոտիների արտադրանքը ունեն նույն քիմիական հատկությունները, ինչպես տորիում, բայց տարբերվում են ռադիոակտիվ զանգվածից եւ ռադիոակտիվ զանգվածի բնութագրերը , Այն հայտնաբերվել է ավելի ուշ, որ բոլոր երեք ապրանքատեսակները նույն օպտիկական եւ ռենտգենյան սպեկտր են: Քիմիական հատկություններում նույնական նյութեր, բայց տարբեր ատոմներ եւ մի քանիսը Ֆիզիկական հատկություններԱնգլիացի գիտնական F. Soddy- ի առաջարկով սկսեց անվանել իզոտոպներ:
[խմբագրել] Իզոտոպներ բնույթով
Համարվում է, որ Երկրի վրա տարրերի իզոտոպային կազմը նույնն է բոլոր նյութերում: Բնության որոշ ֆիզիկական գործընթացներ հանգեցնում են տարրերի անբավարար իզոտոպիկ կազմի (բնական Կոտորքներ Լույսի տարրերի բնութագրող իզոտոպները, ինչպես նաեւ իզոտոպային տեղաշարժերը բնական երկարատեւ իզոտոպների քայքայման ժամանակ): Հանքանյութերի միջուկների աստիճանական կուտակումն. Որոշ երկարատեւ նապաստակների քայքայված արտադրանքը օգտագործվում է միջուկային երկրագիտագիտության մեջ:
[խմբագրել] մարդու կողմից իզոտոպների օգտագործումը
Տեխնոլոգիական գործունեության մեջ մարդիկ իմացան, թե ինչպես փոխել տարրերի իզոտոպային կազմը `նյութերի որեւէ առանձնահատկություններ ստանալու համար: Օրինակ, 235-ին հարցվում է ջերմային նեյտրոնների բաժանարարության շղթայական ռեակցիա եւ կարող են օգտագործվել որպես վառելիք միջուկային ռեակտորների կամ միջուկային զենքի համար: Այնուամենայնիվ, բնական ուրանի մեջ այս նուկլիայի միայն 0,72% -ը, մինչդեռ շղթայական ռեակցիան գործնականում իրականացվում է միայն 235 U բովանդակությամբ առնվազն 3%: Ծանր տարրերի իզոտոպների ֆիզիկաքիմիական հատկությունների հարեւանության շնորհիվ ուրանի իզոտոպիկ հարստացման կարգը չափազանց բարդ տեխնոլոգիական խնդիր է, որը աշխարհում միայն տասնյակ պետություններ են: Գիտության եւ տեխնոլոգիայի շատ ճյուղերում (օրինակ, ռադիոիմիմական վերլուծության մեջ) օգտագործվում են իզոտոպիկ պիտակներ:
Առանձնահատուկ - Հավասարակշռության կայունության տեսակետը, որը ցույց է տալիս փոքր օբյեկտի ջոկատը փոքր օբյեկտներին բաժանելու (բաժանվելու), քանի որ այն, ինչպիսին է բարդությունը քայքայվում է մոլեկուլի բաղադրիչներով, կամ երբ աղը բաժանվում է իոնների ջրային լուծման , Առանձնացման կայունությունը սովորաբար նշվում է Կամ դ. եւ հակադարձ ասոցիացիայի մշտական: Աղիքի դեպքում տարանջատման կայունությունը երբեմն կոչվում է իոնիզացիայի հաստատուն:
Ընդհանրապես արձագանքի մեջ
որտեղ համալիր A. X.Բ Յ. կոտրված x. Միավորներ a I. Յ. Բաժինները B, տարանջատման կայունությունը որոշվում է հետեւյալ կերպ.
որտեղ [a], [b] եւ համապատասխանաբար A, B եւ բարդ է համապարփակ:
[խմբագրել] Սահմանում
Էլեկտրոլիտական \u200b\u200bտարանջատում Թույլ էլեկտրոլիտԸստ Միսենիի տեսության, հետադարձելի ռեակցիա է, այսինքն, այն կարող է սխեմատիկորեն ներկայացնել հավասարումներ (Monovalent իոնների համար :):
Ka ↔ k + + a -,
§ ka - Հաղորդագրելի կապ;
§ k + - Cation;
§ - - անիոն:
Նման արձագանքի հավասարակշռությունը կարող է արտահայտվել հավասարման միջոցով.
 ,
| (1) |
§ - լուծման մեջ անավարտ բաղկացած համակենտրոնացում.
§ - Կտրոնների համակենտրոնացումը լուծում.
§ - լուծույթում անիոնների համակենտրոնացում:
Զանգահարման արձագանքի հետ կապված մշտական \u200b\u200bհավասարակշռություն է կոչվում Մշտական \u200b\u200bտարանջատում.
[խմբագրել] Էլեկտրոլիտների բաժանումը բազմակողմանի իոններով
Բազմամշակված իոններով էլեկտրոլիտների տարանջատման դեպքում տարանջատումը տեղի է ունենում քայլերի մեջ, եւ յուրաքանչյուր փուլի համար կա տարանջատման կայունության համամասնություն:
Օրինակ. Պոլիշանայի (ծնված) թթու առանձնացում [ Աղբյուրը նշված չէ 332 օր] :
Բեմ I. H 3 Bo 3 ↔ H + ↔ H + H 2 Bo 3 -,
II բեմ. H 2 Bo 3 - ↔ H + H + HBO 3 2-,
III փուլ. HBO 3 2- ↔ H + + BO 3 3-,
Նման էլեկտրոլիտների համար տարանջատման առաջին աստիճանը միշտ էլ շատ ավելի է, ինչը նշանակում է, որ նման միացությունների տարանջատումը հիմնականում առաջին փուլում է:
[Խմբագրել] Առանձնացման անընդհատ եւ տարանջատման աստիճանի կապը
Հիմք ընդունելով տարանջատման աստիճանի որոշումը, էլեկտրոլիտային KA- ի համար `անջատման պատասխանի համար \u003d \u003d α · C - α · C \u003d C · (1 - α), որտեղ α- ն անջատում է էլեկտրոլիտի աստիճան:
| , | (2) |
Այս արտահայտությունը կոչվում է Օստելալդի նոսրացման օրենք: Շատ փոքր α (α<<1) K=cα² и
Այսպիսով, էլեկտրոլիտի կոնցենտրացիայի բարձրացումով, տարանջատման աստիճանը կրճատվում է, նվազում `աճում է: Մանրամասներ Անջատման կայունության եւ տարանջատման աստիճանի կապը հոդվածում նկարագրված է Օստելի նոսրացման օրենքով:
[Խմբագրել] Փորձարարական արդյունքների տարբերությունը Առողջապահի մոդելի կողմից, գործունեության անընդհատ տարանջատման եզրակացությունը
Վերոնշյալ հաշվարկները հիմնված են Միսենիուսի տեսության վրա, որը չափազանց կոպիտ է, հաշվի առնելով իոնների էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության գործոնները: Էլեկտրոլիտների լուծույթներում իդեալական վիճակից շեղումները տեղի են ունենում շատ ցածր կոնցենտրացիաներում, քանի որ խառնուրդի ուժերը հակադարձ համաչափ են ՔառակուսիiOG- ի կենտրոնների միջեւ հեռավորությունները, իսկ միջմոլեկուլային ուժերը հակադարձ համաչափ են Յոթերորդ աստիճան Հեռավորությունները, այսինքն, Mezhionic ուժերը նույնիսկ նոսրացված լուծումներում շատ ավելի խառնված են:
Լյուիսը ցույց տվեց, որ իրական լուծումների համար հնարավոր է պահպանել պարզ հավասարումներ (տես վերեւում), եթե իոնների կոնցենտրացիաների փոխարեն ներկայացնեք նրա գործառույթը, այսպես կոչված գործունեություն, Գործունեությունը (ա) Կապակցված է կոնցենտրացիայի (գ) հետ Correction գործակից γ, որը կոչվում է գործունեության գործակից.
Ա = γ Գ.
Այսպիսով, հավասարակշռության կայունության արտահայտությունը, ըստ հավասարման (1) կողմից նկարագրված Մեսենի արտահայտությունը, Լյուիսը նման կլինի.
§ 
;
§ 
;
Լուիսի տեսության մեջ կապը կայունության եւ տարանջատման աստիճանի (Միսենիի տեսության մեջ `հավասարման ձայնագրությունը (2) արտահայտում է հարաբերությունները.
Եթե \u200b\u200bչկան այլ ազդեցություններ, որոնք իդեալական վիճակից լուծումը շեղում են, ապա անավարտ մոլեկուլները վարվում են իդեալական գազերի եւ γ ka \u003d 1-ի, եւ ձեւը կկայացնի:
§ - էլեկտրոլիտի միջին գործունեության գործակից:
C → 0-ով եւ γ → 1-ով, Ostel Dilcent Dilcies- ի օրենքի վերոհիշյալ հավասարումը ձեւը (2) է: Որքան ուժեղ է էլեկտրոլիտը բաժանում էլեկտրոլիտը, այնքան ավելի արագ է գործակիցի գործակիցի արժեքը շեղվում միավորից, իսկ ավելի արագ, բուծման դասական օրենքի խախտում է գալիս:
[խմբագրել] ուժեղ էլեկտրոլիտների անընդհատ տարանջատում
Ուժեղ էլեկտրոլիտները տարածվում են գրեթե ուղղված (արձագանքը `անդառնալի է), հետեւաբար, արտահայտության մեջ, տարանջատման մշտական, այն զրո է, եւ ամբողջ արտահայտությունը հակված է անսահմանության: Այսպիսով, ուժեղ էլեկտրոլիտների համար «տարանջատման կայուն» տերմինը զրկված է իմաստից:
[խմբագրել] Հաշվարկների օրինակներ
[Խմբագրել] ջրի բաժանումը
Water ուրը թույլ էլեկտրոլիտ է բաժանում հավասարման համաձայն
25 ° C- ում ջրի տարանջատումը կայուն է
Հաշվի առնելով, որ լուծումների մեծ մասում ջուրը մոլեկուլային ձեւով է (H + եւ Oh իոնների կոնցենտրացիան փոքր է), եւ հաշվի առնելով, որ ջրի մոլային զանգվածը 18,0153 գ / մոլ է, իսկ խտությունը 25 ° C - 997.07 ջերմաստիճանում G / L, մաքուր ջուրը համապատասխանում է համակենտրոնացման \u003d 55.346 MOL / L: Հետեւաբար, նախորդ հավասարումը կարող է վերաշարադրել որպես
Մոտավոր բանաձեւի կիրառումը տալիս է մոտ 15% սխալ:
Հիմնվելով գտնված տարանջատման աստիճանի արժեքից, ես կգտնեմ pH լուծում.
Տարածման աստիճանը - արժեքը, որը բնութագրում է հավասարակշռության վիճակը `համասեռ (համասեռ) համակարգերում տարանջատման համար:
Առանձնացման աստիճանը հավասար է տարանջատված մոլեկուլների քանակի հարաբերակցությանը Ն. Ամփոփելու համար Ն. + Ն.որտեղ Ն. - Համարը նշում է մոլեկուլներ: Հաճախ α- ն արտահայտվում է տոկոսով: Խառնության աստիճանը կախված է ինչպես լուծարված էլեկտրոլիտի բնույթից եւ լուծման կենտրոնացման վրա:
[խմբագրել] օրինակ
Acetic Acid CH 3 COOH- ի համար α արժեքը կազմում է 4% (0.01M լուծույթով): Սա նշանակում է, որ ջրային թթվային լուծույթում յուրաքանչյուր 100 մոլեկուլից միայն 4-ը բաժանվում է, այսինքն, դրանք գտնվում են իոնների H + եւ CH 3 Soo- ի տեսքով, մնացած 96 մոլեկուլները չեն բաժանվում:
[խմբագրել] Սահմանման մեթոդներ
Լուծման էլեկտրական հաղորդունակության վրա
§ նվազեցնել սառեցման ջերմաստիճանը
[Խմբագրել] Պսակի տարանջատում
Քանի որ ուժեղ էլեկտրոլիտները գրեթե ամբողջությամբ բաժանվում են, իզոտոնիկ գործակիցը կարող է ակնկալել, որ դրանք հավասար են իոնների (կամ բեւեռացված ատոմների) թվին (մոլեկուլ): Այնուամենայնիվ, իրականում այս գործակիցը միշտ պակաս է, քան սահմանված բանաձեւը: Օրինակ, 0.05-մոլի լուծույթի NACL- ի իզոտոնիկ գործակիցը 1.9-ի փոխարեն 1.9 է (նույն համակենտրոնացման մագնեզիումի սուլֆատի լուծույթի համար) Ես \u003d 1,3): Դա բացատրվում է 1923-ին, որը մշակվել է 1923-ին, Պ. Դեբայ եւ Է. Հոյուկելի կողմից. Լուծման մեջ իոնների տեղաշարժը դժվար է արդյունքում լուծման պայմանների համար: Բացի այդ, իոնները շփվում են միմյանց հետ. Բոլորը գրավում են, մինչ գանձվողը լիցքավորված է. Փոխադարձ ներգրավման ուժերը հանգեցնում են իոնների խմբերի ձեւավորմանը միասին լուծելով: Նման խմբերը կոչվում են Իոն գործընկերներ կամ իոն զույգ, Ըստ այդմ, լուծումը պահում է այնպես, կարծես ավելի քիչ մասնիկներ է պարունակում, քան իրականում, քանի որ նրանց շարժման ազատությունը սահմանափակ է: Էլեկտրական հաղորդունակության վերաբերյալ առավել ակնհայտ օրինակը λ որը մեծանում է լուծման նոսրությամբ: Անսահման նոսրության որոշմամբ իրական էլեկտրական հաղորդունակության հարաբերակցության միջոցով Տարածման երեւակայական աստիճան Ուժեղ էլեկտրոլիտներ, որոնք նույնպես նշում էին α :
,
Որտեղ n img - Երեւակայական, եւ n dislv: - լուծման մեջ մասնիկների իրական քանակը:
(Ներ) եւ ob -electrodes.
Կախված օքսիդացման մեխանիզմից. ՕՀ-ի բազմազան համակարգերի վերականգնումը կարելի է բաժանել երկու տեսակի.
1-ին տեսակըOB - համակարգեր, որոնցում նվազեցման գործընթացը կապված է միայն էլեկտրոնների փոխանցման հետ, օրինակ, Fe³ + + ē Fe² +
2-րդ տիպ: ՕՀ համակարգերը, որոնցում Redox գործընթացը կապված է ոչ միայն էլեկտրոնի փոխանցմամբ, այլեւ պրոտոններով, օրինակ.
C 6 N 4 O 2 + 2ē 2 C 6N 4 (OH) 2
hinon Hydroquinone
MNO 4 - + 8h + + 5ē ↔ Mn² + + 4H 2 O
OS համակարգի հետ համադրվող իներտ մետաղը կոչվում է Redox կամ Redox Electrode, եւ այս էլեկտրոդի հավանականությունը կոչվում է Redox (ներ) կամ Redox ներուժ:
Inert Metal- ը միայն անուղղակի մասնակցություն է ունենում որոշելու հավանական արձագանքին, լինելով միջնորդ, էլեկտրոնների փոխանցման համար `կարմիրի կարմիրից օքսիդացված եզից:
Երբ իներտ մետաղի ընկղմումը լուծման մեջ է ընկնում օքսիդացված երկաթե ձեւի ավելցուկ, մետաղական ափսե է գանձվում (Նկար 10 Ա)
Երկաթի կրճատված ձեւի ավելցուկով, պլատինի մակերեսը գանձվում է բացասական (Նկար 10 բ):
ՆկՂ 10. ՕՀ ներուժի առաջացումը
Էլեկտրոնների տեղափոխումը մեկ իոնից մյուսը մետաղի միջոցով հանգեցնում է Դեսի մետաղական մակերեւույթի ձեւավորմանը:
Էլեկտրոնների փոխանակումը հնարավոր է առանց մետաղի: Բայց Fe² + եւ Fe³ + I- ները լուծվում են տարբեր ձեւերով եւ էլեկտրներ են փոխանցում էներգետիկ պատնեշը հաղթահարելու համար: Էլեկտրոնների անցումը Fe² + I- ից մեկ մետաղից եւ մետաղից մինչեւ Fe³ + Ion- ը բնութագրվում է ավելի փոքր ակտիվացման էներգիայով:
Fe² + եւ Fe³ + իոնների հավասար ակտիվությամբ + platinum plates- ը դրականորեն գանձվում է, քանի որ Էլեկտրոն - Fe³ + իոնների ընդունող ունակությունը ավելի մեծ է, քան էլեկտրոնային դոնորների ունակությունը Fe² +:
Peter հավասարում:
ՕՀ-ի քանակական կախվածությունը `ՕՀ համակարգի բնույթի ներուժը (° R), օքսիդացված եւ նվազեցված ձեւերի գործունեության, ջերմաստիճանի եւ հիդրեն իոնների գործունեության գործողության հարաբերակցությունը սահմանվում է Պետերների հավասարման միջոցով:
1-ին տեսակը: φr \u003d φ ° r + ∙ ln
2-րդ տիպ: φr \u003d φ ° r + ∙ ln
որտեղ - ներուժ, ներս;
φ ° R - Ստանդարտ OB - ներուժ,
z- ը գործընթացում ներգրավված էլեկտրոնների քանակն է.
ա (օ) - օքսիդացված ձեւի գործունեությունը, MOL / L;
ա (կարմիր) - նվազեցման ձեւի գործունեությունը, MOL / L;
մ - պրոտոնների քանակը.
a (H +) - ջրածնի իոնների գործունեությունը, MOL / L գործունեությունը:
Ստանդարտ հանրահավաքը կոչվում է այն ներուժը, որը տեղի է ունենում ինտերֆեյսի իներտ մետաղի վրա. Լուծումը, որում օքսիդացված ձեւի գործունեությունը հավասար է նվազեցված ձեւի եւ երկրորդ տիպի համակարգի գործունեությանը, բացի այդ, գործունեությունը ջրածնի իոնները հավասար են մեկին:
Շրջելի էլեկտրոդների դասակարգում:
Հաշվի առնելով էլեկտրոդների շահագործման սկզբունքը, կարելի է եզրակացնել, որ ըստ ներուժի որոշման գործընթացներում ներգրավված նյութերի հատկությունների, ինչպես նաեւ սարքի, բոլոր հետադարձելի էլեկտրոդները բաժանված են հետեւյալ խմբերի.
Առաջին տեսակի էլեկտրոդներ;
Երկրորդ տեսակի էլեկտրոդներ;
Իոն-ընտրողական էլեկտրոդներ;
Redox - էլեկտրոդների իջեցում:
1. Գալվանական տարրը համակարգ է, որն արտադրում է աշխատանք, այլ ոչ թե այն սպառելու համար, այնպես որ տարրի EDC- ն նպատակաուղղված է հաշվի առնել դրական արժեքը:
2. EMF Element- ը հաշվարկվում է, որը հանվում է աջ էլեկտրոդի ներուժի թվային արժեքից `ձախ էլեկտրոդի ներուժի քանակը« ճիշտ գումարած »-ի կանոնն է: Հետեւաբար, տարրի դիագրամը գրված է, որպեսզի ձախ էլեկտրոդը բացասական լինի, իսկ աջը դրական է:
3. Առաջին եւ երկրորդ շարքի դիրիժորների միջեւ հատվածի սահմանը մեկ առանձնահատկություն է, ZN | znso4; CU | CUSO4.
4. Երկրորդ տեսակի դիրիժորների միջեւ հատվածի սահմանը պատկերված է կետավոր գծով. ZnSO4 (P): CUSO4 (P)
5. Եթե էլեկտրոլիտի կամուրջը օգտագործվում է երկրորդ սեռի երկու դիրիժորների հատվածի սահմանում, այն նշվում է երկու հատկանիշով. ZnSO4 (P) || CUSO4 (P):
6. Նույն փուլի բաղադրիչները գրանցվում են ստորակետով.
Pt | Fe³ +, Fe² +; PT, H2 | HCL (P)
7. Էլեկտրոդի ռեակցիայի հավասարումը գրված է օքսիդատիվ ձեւի մեջ գտնվող նյութերի ձախ կողմում եւ վերականգնման աջ կողմում:
Redox ներուժ (հոմանիշի վերափոխում.
Վերափոխվող Redox համակարգը (Redox System) լուծում է, որը պարունակում է օքսիդացված եւ վերականգնված նյութեր, որոնցից յուրաքանչյուրը ձեւավորվում է մյուսից `հետադարձելի նվազեցման միջոցով:
Վերականգնման ամենապարզ համակարգերը ներառում են տարբեր վալենտի նույն մետաղի կատիոններ, օրինակ
կամ նույն կոմպոզիցիայի անանունները, բայց տարբեր արժեքներ, օրինակ
Նման համակարգերում Redox գործընթացը իրականացվում է էլեկտրոնների փոխանցմամբ `իջեցված ձեւից մինչեւ օքսիդացված: Նման Redox համակարգերը ներառում են մի շարք շնչառական ֆերմենտներ, որոնք պարունակում են Երկվորյակներ, ինչպիսիք են ցիտտոֆրոմները: Նման համակարգերի վերափոխման ներուժը կարող է հաշվարկվել Peters- ի կողմից.
Որտեղ Ե. - Վերականգնված ներուժը Volts, T - ջերմաստիճանը բացարձակ մասշտաբով, N- ը օքսիդացված ձեւի մեջ անցնելու ընթացքում մեկ մոլեկուլի կամ իոնի իոնից կորցրած էլեկտրոնների քանակն է. [Oh] եւ - մոլարի կոնցենտրացիաներ (ավելի ճշգրիտ գործունեություն) համապատասխանաբար օքսիդացված եւ նվազեցված ձեւեր. E0- ը այս համակարգի նորմալ օքսիդացնող եւ նվազեցման ներուժն է, որը հավասար է դրա վերափոխման ներուժին, պայմանով դա \u003d: Բազմաթիվ Redox համակարգերի նորմալ վերականգնման ներուժը կարելի է գտնել ֆիզիկաքիմիական եւ կենսաքիմիական տեղեկատու գրքերում:
Բազմաթիվ կենսաբանական համակարգերում Redox- ի ռեակցիաներն իրականացվում են, փոխանցելով կրճատված ձեւից `օրինակ, ոչ միայն էլեկտրոնների օքսիդացված, այլեւ հավասար են պրոտոնների քանակին, օրինակ 
Նման համակարգերի օքսիդացման եւ նվազեցման ներուժի մեծությունը որոշվում է ոչ միայն հարաբերակցության [oh]. \u003d Եւ pH \u003d 0; մնացած արժեքները նույն իմաստներն են, ինչպես հավասարման մեջ (1): Կենսաբանական համակարգերի վերափոխման ներուժը սովորաբար որոշվում է PH \u003d 7-ով եւ E0-1.984 · 10-4 · PH- ի արժեքը նշվում է E0- ի կողմից: Այս դեպքում հավասարումը (2) ձեւը է վերցնում.
Փորձաբար, Redox- ի ներուժը որոշվում է պոտենցիոմետրապես (տես պոտենցիոմետրիա): Մեկուսացված բջիջների եւ կենսաբանական այլ օբյեկտների վերափոխման ներուժը հաճախ չափվում է Colorimetry- ի կողմից `Redox ցուցանիշների օգնությամբ (տես): Redox ներուժի մեծությունը այս համակարգի օքսիդացնող կամ իջեցնող կարողությունների չափանիշն է: Redox System, ունենալով վերափոխման ավելի բարձր ներուժ, համակարգը օքսիդացնում է վերափոխման ցածր ներուժով: Այսպիսով, գիտենալով կենսաբանական Redox համակարգերի վերափոխման ներուժի մեծությունները, դուք կարող եք որոշել դրանցում Redox ռեակցիաների ուղղությունն ու հաջորդականությունը: Redox ներուժի իմացությունը հնարավորություն է տալիս հաշվարկել կենսաբանական համակարգերում տեղի ունեցող օքոետիկ համակարգերում տեղի ունեցող օքոքրացման գործընթացների որոշակի փուլում ազատված էներգիայի քանակը: Տես նաեւ կենսաբանական օքսիդացումը:
Էջ 4-ից 8-ը
Գինու մեջ Redox գործընթացները եւ Redox համակարգերը
Ընդհանուր տեղեկություններ Redox գործընթացների մասին
Նյութը օքսիդացվում է, երբ այն կապում է թթվածին կամ տալիս է ջրածնի; Օրինակ, ծծմբի ծծմբի միջոցով, այնպես որ ձեւավորվում է 2 ծծմբի, այնպես որ 2 սուլֆիում օքսիդացումով H 2 SO3- ը ծծմբաթթու H5SO4 է, իսկ ջրածնի սուլֆիդը օքսիդացնող S 2 S - Sulfur s; Երբ երկընտրանքային երկաթի սուլֆատը օքսիդացվում է թթու առկայության դեպքում, ձեւավորվում է եռալու երկաթի սուլֆատ
4FESO »+ 2H 2 SO4 + 02 \u003d 2FE2 (SO4) 3 + 2N20:
կամ երբ բաժանարար սուլֆատը քայքայվում է անիոնի վրա, որպեսզի ~ H Cation Fe ++ ը ստանում է
4fe ++ + 6so »+ 4N + + 02 \u003d 4FE +++ + + 6SO ~~ + 2H 2 0,
Կամ, նվազեցնելով անիոններին, չմասնակցելով արձագանքին, գտեք
4fe ++ + 4n + + 02 \u003d 4FE +++ + 2N20:
Վերջին ռեակցիան նույնական է բողոքի երկաթի մեկ այլ աղի օքսիդացման դեպքում. Դա կախված չէ անիոնի բնույթից: Հետեւաբար, երկխոսական երկաթի իոնի երկկողմանի IOG- ի օքսիդացումն այն է, որ իր դրական լիցքը մեծացնի ջրածնի իոնի պատճառով, որը կորցնում է իր մեղադրանքը, ձեւավորելով ջրածնի ատոմ, որը կապված է թթվածնի հետ: Արդյունքում, նման օքսիդացումով, կատվի դրական լիցքի բարձրացում կամ, նույնն է, անիոնի բացասական լիցքի նվազումը: Օրինակ, ջրածնի սուլֆիդ H- ի օքսիդացումը սուլֆուրի (ներ) ում սուլֆուրի (ներ) ի վերափոխումն է: Փաստորեն, երկու դեպքում էլ կա բացասական էլեկտրական լիցքների կամ էլեկտրոնների կորուստ:
Ի հակադրություն, երբ վերականգնումը, կատվի դրական լիցքի կրճատումը կամ անիոնի բացասական լիցքի բարձրացումը փչացվի: Օրինակ, նախորդ արձագանքը կարելի է ասել, որ նկատվում է Հ + իոնի վերականգնումը ատոմային ջրածնի նկատմամբ, եւ որ արձագանքի հակառակ ուղղությամբ, FE +++ իոնը վերականգնվել է ++ իոնին: Այսպիսով, վերականգնումը կրճատվում է էլեկտրոնների քանակի աճի:
Այնուամենայնիվ, երբ խոսքը վերաբերում է օրգանական մոլեկուլների օքսիդացմանը, «օքսիդացում» տերմինը պահպանում է մեկ մոլեկուլի մեկ այլ կամ մի շարք այլ մի շարք, կամ ածխածնի ավելի քիչ հարուստ այլ հարուստ, հարուստ: Վերականգնումը հակառակ գործընթաց է, օրինակ, Ալդեհիդե Չ 3-Սնոում գտնվող SNZ-CH2ON- ի ալկոհոլի օքսիդացումը, այնուհետեւ CH3-Coxy- ի քացախաթթվի մեջ.
-2N + N, 0-2N
CH3-CH2ON -\u003e CH3-SNO -\u003e
-\u003e CH3-COXY:
Խցում օրգանական մոլեկուլների օքսիդացման գործընթացները, որոնք անընդհատ հայտնաբերվում են կենսաբանական քիմիայի եւ մանրէաբանության մեջ, առավել հաճախ տեղի են ունենում ջրազրկմամբ: Դրանք զուգորդվում են վերականգնման գործընթացների հետ եւ կազմում են վերափոխման գործընթացներ, ինչպիսիք են օքսիդացումը ալկոհոլային ֆերմենտացում գլիցերինի եւ քացախ Ալդեհիդեի միջեւ, կատալիզացված կոդով եւ հանգեցնելով ալկոհոլի:
CH2ON-Sony-Sno + Ch3-SNO + H20 - + CH2ON-Sony-Coon + CH3-CH2ON:
Այստեղ մենք խոսում ենք անդառնալի վերափոխման գործընթացի մասին, որը, սակայն, կարող է վերածվել կատալիզատորի ներկայությամբ, ինչպես ցույց կտա ստորեւ: Էլեկտրոնային փոխանակման եւ հակադարձելիության միջոցով նվազեցման օքսիդացման օրինակ, նույնիսկ ցանկացած կատալիզատորի բացակայության դեպքում հավասարակշռություն է
Fe +++ + CU + FE ++ + CU ++:
Այն երկու տարրական ռեակցիաների գումար է, որը էլեկտրոնային եղանակով պարունակում է
Fe ++++ E FE ++ եւ Cu + Cu ++ + E.
Նման տարրական շրջելի ռեակցիաները կազմում են Redox համակարգերը կամ Redox համակարգը:
Դրանք ուղղակի հետաքրքրություն են ներկայացնում Enet- ի համար: Իրոք, մի կողմից, ինչպես ցույց է տրվել, տո ++ եւ ՄՄ + իոնները ցույց են տրված, այսինքն, դրանք օքսիդացվում են ուղղակիորեն, առանց սիլեկուլային թթվածնի միջոցով լուծվող կատալիդի, այսպես Համակարգերը օքսիդացման կատալիզատորներ են: Մյուս կողմից, դրանք անտարբերություններ են, որոնք միշտ վտանգավոր են գինեգործության պրակտիկայի տեսանկյունից, եւ հենց այս հանգամանքն է, որը սերտորեն կապված է նրանց ունեցվածքի մյուսի հետ:
Ընդհանուր տեսարան Ionized Redox համակարգի Ionize- ը, որը իոնները, որոնք ձեւավորվել են լուծույթում, դրական կամ բացասաբար գանձվում են, կարող են արտահայտվել հետեւյալ կերպ.
Red \u003d 5 ± Oh + E (կամ PE):
Օրգանական Redox համակարգի ընդհանուր տեսքը, որում վերականգնվել է օքսիդացված բաղադրիչի անցումը տեղի է ունենում ջրածինը ազատելով, եւ ոչ թե էլեկտրոններ.
Կարմիր * OH + H2.
Այստեղ, կարմիր եւ հա, ներկայացնում են մոլեկուլներ, որոնք էլեկտրական լիցք չունեն: Բայց կատալիզատորի ներկայությամբ, օրինակ, վերը նշված Redox համակարգերից մեկը կամ NED բջջային ֆերմենտները, 2-ը հավասարակշռության մեջ են իր իոնների հետ եւ առաջին տիպի վերափոխվող համակարգն է:
H2 * ± 2n + 2e,
Որտեղ երկու ռեակցիաներն արեցին երկու ռեակցիաների ամփոփիչներից, մենք ստանում ենք հավասարակշռություն
Կարմիր * եզ + 2 ժ + 2e:
Այսպիսով, մենք գալիս ենք այն ձեւին, որը նման է իոնացված համակարգերի տեսակի, որոնք էլեկտրատներ են հատկացնում ջրածնի փոխանակման հետ: Հետեւաբար, այս համակարգերը, ինչպես նախորդ, էլեկտրացիան:
Հնարավոր չէ որոշել համակարգի բացարձակ ներուժը. Դուք կարող եք չափել միայն Redox- ի երկու համակարգերի միջեւ հնարավոր տարբերությունը.
Redi + Ox2 * Red2 + Oxj.
Այս սկզբունքում հիմնված է այսպիսի լուծույթի օքսիդացման եւ նվազեցման ներուժի սահմանում եւ չափում:
Redox համակարգերի դասակարգում
Որպեսզի ավելի լավ դիտարկենք գինու օքսիդացնող եւ վերականգնողական համակարգերը եւ հասկանան նրանց դերը, խորհուրդ է տրվում օգտագործել չարագործի դասակարգումը, որը նրանց բաժանում է երեք խմբի:
1) Նյութերը ուղղակիորեն էլեկտրական են, ինչը լուծում է, նույնիսկ մեկ, ուղղակիորեն փոխանակվում է էլեկտրատների միջոցով, իներտ պլատինային էլեկտրոդով, ինչը լիովին սահմանված ներուժ է վերցնում: Այս մեկուսացված նյութերը կազմում են վերափոխման համակարգ:
Դրանք ներառում են. Ա) քրտնաջան մետաղների իոնները, որոնք կազմում են CU ++ / CU + եւ FE ++ / FE ++ համակարգերը. բ) շատ ներկանյութեր, այսպես կոչված, օքսիդացման, որոնք օգտագործվում են վերափոխման ներուժի գունավոր որոշման համար. գ) ռիբոֆլավին կամ վիտամին VG եւ dehydrogenase, որում այն \u200b\u200bներառում է (դեղին ֆերմենտ), մասնակցելով խաղողի կամ խմորիչի բջջային շնչառությանը: Սրանք ավտոմատացված համակարգեր են, այսինքն, թթվածնի առկայության դեպքում, նրանք վերցնում են օքսիդացված ձեւ: Նրանց օքսիդացման համար թթվածինը չի պահանջում կատալիզատոր;
2) թույլ էլեկտրաստիճան ունեցող նյութեր, որոնք թույլ չեն արձագանքում կամ թույլ չեն արձագանքում պլատինի էլեկտրոդին եւ ինքնուրույն պայմաններ չեն տալիս հավասարակշռության համար, բայց դրանք լուծում են, երբ դրանք լուծում են, երբ նրանք գտնվում են առաջին խմբի նյութերի առկայության մեջ, երբ դրանք լուծում են, երբ դրանք լուծում են, երբ դրանք գտնվում են առաջին խմբի նյութերի ներկայությամբ եւ Տվեք այս դեպքում որոշակի ներուժ: Երկրորդ խմբի նյութերը առաջինն արձագանքում են իրենց Redox- ի վերափոխումը կատալիզացնելու եւ անդառնալի համակարգեր վերածելու համար: Հետեւաբար, վերականգնման օքսիդացման ներկաները թույլ են տալիս հետաքննել այս խմբի նյութերը, նրանց համար նորմալ ներուժը որոշելու եւ դրանք դասակարգելու համար: Նույն կերպ, երկաթի եւ պղնձի իոնների մեղքի առկայությունը դարձնում է էլեկտրական համակարգեր, որոնք, մեկուսացված լինելով, օքսիդացնող եւ վերականգնման համակարգեր չեն:
Դրանք ներառում են. A) EnoL գործառույթ ունեցող նյութեր `կրկնակի կապով (-ONE \u003d քուն-քուն), հավասարակշռության մեջ` Di-Ketone գործառույթով (-ZO-Co-), ինչպիսիք են վիտամին C, կամ ասկորբին, թթու, վերափոխում , Digidximalea-New թթու; բ) Cytochrome, որը հիմնական դեր է խաղում բջջային շնչառության մեջ երկու բույսերում, եւ կենդանիներում.
3) էլեկտրական նյութեր դիաստազի ներկայությամբ: Նրանց ջրազրկեցումը կատալիզացված է ջրազրկվածներով, որի դերը ջրածնի փոխանցումն է մեկ մոլեկուլից մյուսը: Ընդհանուր առմամբ, այս համակարգերը կցում են էլեկտրաստրումը, որը նրանք պոտենցիալ ունեն, ավելացնելով կատալիզատորներին միջավայրում, ավելացնելով վերականգնման վերափոխումներ. Այնուհետեւ նրանք պայմաններ են ստեղծում Redox- ի հավասարակշռության եւ որոշակի ներուժի համար:
Սրանք կաթնաթթվի համակարգեր են. Կաթնամթերքի մանրէների աուտալիզատի առկայության դեպքում, որը հանգեցնում է օքսիդացնող-նվազեցման հավասարակշռության CH3-Sonya-Co-Coxy - կաթնաթթվի մեջ ներգրավված համակարգ. Էթանոլը էթանոլ է, որը համապատասխանում է Ալդեհիդի ալկոհոլը ալկոհոլային խմորումի, կամ համակարգի բուտադիոլ - acetoin համակարգի մեջ: Վերջին համակարգերը ինքնին գինու համար նշանակություն չունեն, չնայած կարելի է ենթադրել, որ գինին կարող է պարունակել ջրիմուռների բացակայության դեպքում, բայց դրանք կարեւոր են կենդանի բջիջներ պարունակող ալկոհոլի կամ կաթնաշունչ ֆերմենտացման համար: Նրանք բացատրում են, օրինակ, էթելի վերականգնումը խմորիչի կամ մանրէների ներկայությամբ `մի փաստ, որը հայտնի է երկար ժամանակ:
Այս օքսիդացնող կամ նվազեցնող նյութերի համար Redox- ի ներուժը կարող է որոշվել, նորմալ կամ հնարավոր, որի համար համակարգը կիսով չափ օքսիդացված է, իսկ կեսը վերականգնված: Սա նրանց թույլ է տալիս դասակարգել դրանք օքսիդացման կամ ուժի վերականգնելու կարգով: Հնարավոր է նաեւ նախապես կանխատեսել, թե որ ձեւով (օքսիդացված կամ վերականգնված) այս համակարգը լուծման մեջ է `հայտնի ռեդոքսային ներուժով. կանխատեսել փոփոխություններ լուծարված թթվածնի բովանդակության մեջ. Որոշեք այն նյութերը, որոնք օքսիդացված են կամ առաջին հերթին վերականգնվում են: Այս հարցը բավականին կարեւորվում է «Redox ներուժի հայեցակարգ» բաժնում: