4/3, что не совсем удобно. Поэтому для избавления от дробного коэффициента найденные числа атомов азота и кислорода умножим на 3. Получается, что степень окисления изменилась у 6 атомов кислорода и у 12 атомов азота.

5. Расстановку коэффициентов проводим в следующей последова-

тельности:

а) уравниваем числа атомов азота, поставив перед формулой

Fe(N03)3 коэффициент «4», а перед формулой N02 - коэффи-

циент «12»;

б) уравниваем числа атомов железа, поставив перед формулой

Fe203 коэффициент «2»;

в) уравниваем число атомов кислорода, поставив перед форму-

лой 02 коэффициент «3».

6. Проверяем, одинаково ли общее число атомов кислорода в левой

и правой частях уравнения:

4Fe+3(N+50-2)3 : 2Fe +303 + 12N+402 + 302.

Электродные и окислительно-восстановительные потенциалы и их использование

Количественной характеристикой окислительно-восстановительных свойств веществ в водных растворах являются значения электродных или окислительно-восстановительных потенциалов соответствующих полуреакций. Электродный потенциал представляет собой разность потенциалов, возникающую на границе раздела электрод - раствор электролита. Абсолютные значения потенциалов экспериментально определить невозможно, поэтому на практике используются их относительные значения, измеренные по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого условно приравнивается к 0. Потенциалыы, измеренныые в стандартный, условиях (концентрации ионов равный 1 моль/л, давление водорода равно 101,325 кПа, температура - 25 °С) назыываются стандартными электродными или стандартными окислительно-восстановительными потенциалами и обозначаются символом Е°. Их значения используются для характеристики реакций, протекающих в стандартных условиях. Если же реакция протекает в других условиях, то для ее описания используются равновесные потенциалы Е, которые рассчитываются по уравнению Нернста:

„ „° 2,303 ? R ? Т с(восст)

E = E lg— -.

n ? F с(окисл)

В этом уравнении:

4,303 - коэффициент перехода от натуральных логарифмов к десятичным;

R - универсальная газовая постоянная; T - абсолютная температура;

n - число электронов, принимающих участие в полуреакции;

F - постоянная Фарадея, равная примерно 96500 Кл/моль;

с (восст.) - концентрация восстановленной формы элемента, в которой он находится в более низкой степени окисления;

с (окисл.) - концентрация окисленной формы элемента, в которой он находится в более высокой степени окисления.

Если в уравнение Нернста подставить числовые значения R (8,314), F (96486) и принять температуру равной 298 К, то оно принимает вид:

E = E0 _ 0,059lg фосст) n с(окисл)

Из уравнения Нернста следует, что величина потенциала зависит от концентраций восстановленной и окисленной форм элемента. Если в реакции принимает участие металл, то величина его электродного потенциала зависит лишь от концентрации ионов этого металла (его окисленной формы) в растворе. Концентрация самого металла (восстановленной формы), как величина постоянная, в уравнение Нернста не подставляется. Кроме того, если в полуреакции принимают участие ионы Н+ или ОН-, их концентрации также влияют на величину потенциала.

Используя значения электродных или окислительно-восстановительных потенциалов полуреакций, можно выполнить следующие операции:

1. Оценить окислительно-восстановительные свойства соответствующих веществ.

4. Предсказать принципиальную возможность осуществления реакции в указанном направлении.

3. Определить направление протекания реакции.

4. Выбрать наиболее вероятную реакцию из нескольких возможных.

5. Рассчитать значение константы химического равновесия данной реакции.

Сформулируем соответствующие правила и рассмотрим их применение на конкретных примерах.

Более сильными восстановительными свойствами обладает вещество, которому соответствует полуреакция с более низким значением потенциала. Более сильными окислительными свойствами обладает вещество, которому соответствует полуреакция с более высоким значением потенциала.

Пример 1. Определите, какой из восстановителей проявляет наиболее сильные восстановительные свойства при стандартных условиях в реакциях:

а) FeSO4 + O2 + H2SO4 : Fe2(SO4)3 + H2O;

б) HI + O2 : I2 + H2O;

в) H2SO3 + O2 : H2SO4.

Решение:

1. Определяем, какие вещества в данных реакциях являются вос-

становителями. В реакции «а» восстановителем является FeSO4, по-

скольку у железа степень окисления повышается от +2 до +3 в соот-

ветствии с уравнением полуреакции:

Fe+2 - ё : Fe+3

В реакции «б» восстановителем является HI, поскольку у иода степень окисления повышается в соответствии с уравнением полуреакции:

I- - ё : I0

В реакции «в» восстановителем является H2SO3, поскольку у серы степень окисления увеличивается в соответствии с уравнением полуреакции:

H2SO3 + H2O - 2ё : H2SO4 + 4H+

2. Находим значения стандартных потенциалов соответствующих полуреакций:

3. Находим наиболее сильный восстановитель. Поскольку самое низкое значение потен