6

Очень легкая химия (почти) ep 5

Вы никогда не задумывались почему при окислении перманганатом в кислой среде получается именно Mn2+, почему хлор может диспропорционировать в воде, как вообще предсказать поведение вещества в конкретной реакции. Это конечно же может объяснить термодинамика, энергия Гиббса, и некоторые законы кинетики, однако намного более практичным будет способ, о котором мы сегодня поговорим.

Начнем с того, что такое потенциал, и отчего он возникает.


Исходя из знаний русского языка потенциал- это возможность взаимодействия. Что же может взаимодействовать, вещества скажете вы, но не все так просто, речь идет о физичеком взаимодействии, а именно об электростатическом. Представим медную пластинку в стакане с водой, часть атомов меди ионизируются и переходят в раствор, этому способствует, с точки зрения термодинамики, увеличение энтропии ионов(беспорядка). Следовательно в растворе оказывается избыток меди+ и частичный положительный заряд, а в металле избыток электронов, то есть частичный положительный заряд, правда есть одна проблема, его невозможно измерить.


Однако, если не пропускали физику в школе, вы наверное помните, что такое разность потенциалов, да да, это напряжение на электродах гальванического элемента, так собственно измеряют электрохимический потенциал определенной пары, например Mn2+/ MnO4-, за 0 значение принят потенциал пары 2H+/H2, но водородный элемент очень громоздкий и дорогой, поэтому используют хлорсеребряный элемент, электрохимическим потенциалом 0.23.


Так что же нам делать с этой информацией, огромное количество значений не создают цельной картины, и врядли смогут чем то помочь химикам. Поэтому создано несколько способов наглядно представить эту информацию:

Электрохимические пары

Ряды Латимера

Диаграммы Фроста

О последних, ввиду их наибольшей интересности и поговорим.

Перед вами диаграмма Фроста для марганца, как вы видите это график зависимости относительного электрохимического потенциала и степени оксисления элемента.

Что же с помощью него можно сделать, например узнать самую стабильную форму элемента, у марганца в кислой среде это Mn2+, а в щелочной Mn2O3, если вы заметили, они оба расположены ниже всех других форм, эти продукты и получаются при окислительно-восстановительных взаимодействиях. 

Также можно заметить, что точки располагаются совсем не на одной прямой, такое расположение позволяет предсказать некоторые возможные реакции, например если мы проведем линию через Mn02 и Mn04-, то заметим, что Mn04 2- это означает, что эта форма марганца склонна к диспропорционированию, т.е MnO4 2- может распасться на MnO4- и MnO2, данное превращение происходит и на практике, марганцоватая кислота распадается до марганцовой и оксида марганца 4. Так же и с случаями когда форма оказывается под линией, соединяющей соседние. Ярким примером является йод, а именно реакция копропорционирования йодида и йодата до йода, такое превращение можно легко предсказать по диаграмме.

Также с помощью диаграмм Фроста можно сравнивать окислительтные и восстановительные способности соединений разных элементов в одной степени окисления, например серы и селена, определять степени окисления элемента, например в смешанных халькогенидах, например соединения серы и теллура. Эти знания мы и сами того не подозревая использовали, когда смотрели на положение металла относительно водорода в электрохимическом ряду напряжений, чтобы узнать, вытесняет ли он водород из кислоты.


Теория об окислительно-восстановительных потенциалах, позволяет лучше понять, как происходят те или иные превращения, так мы можем заглянуть внутрь механизма, который доселе был нам не очевиден.


Автор немного переборщил с серьезностью, не бейте пж)

Что-то  я по жести пошёл, следующие посты будут по физхе, раскажу про энтальпию, энтропию, всё-таки легкую химию учим.

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Недвижимость и ремонт

Теги

Популярные авторы

Сообщества