Окислително-редукционни процеси в аналитичната химия

При окислително-редукционните процеси се осъществява обмяна на електрони. Окислението е процес на отдаване на електрони, а редукцията- на приемане на електрони. Частицата, която отдава електрони се нарича редуктор , а тази която приема електрони, се

При окислително-редукционните процеси се осъществява обмяна на електрони. Окислението е процес на отдаване на електрони, а редукцията- на приемане на електрони. Частицата, която отдава електрони се нарича редуктор , а тази която приема електрони, се нарича окислител. Редукторът се окислява и повишава степента си на оксиление,а окислителят се редуцира и понижава степента си на окисление. Степента на окисление може да се представи и чрез химична връзка (полярна).

- Полярна  химична връзка: полярна ковалетна  връзка и йонна връзка

- Неполярна  химична връзка- при нея няма  излишък или недостиг на електрони  и затова при вещества ,които  имат такава връзка , не може  да се говори за степен на  окисление.

Степента на окисление се означава над елемента при веществата, а при простите йони -след химичния знак.

В сложните  йони степента на окисление  се определя от степента на  окисление на всички участници.  Степента на окисление на простите  вещества е нула.

Атомите на химичните елементи придобиват степен на окисление като отдават или приемат електрони. Процесът на отдаване и приемане се осъществява едновременно в окислително-редукционни процеси.

Окислената  и редуцираната форма на едно  и също вещество определят една редокси двойка. В числител се записва окислената форма, а в знаменател-редуцираната.

При редоксипреходите независимо дали имаме предвид само редукцията или само окислението ,се записват и двете, защото процесите са неразделни. Винаги обаче при записването се започва от окислението.

Електрод- двуфазна система (от твърда и течна фази). В нея може да се извършва преход на електрони и йони.

- електронроводяща  фаза- твърда фаза-метал

- йонопроводяща-течна  фаза-разтвор

Такава система  може да се реализира ако метална пластинка се потопи в разтвор,в който се съдържат йони на метала (тоест разтворът трябва да е някаква сол на съответния метал).

Друг начин на реализиране на тази система е чрез редоксиелектрод. Металната пластина е преносител на електрони. Такъв електрод се нарича метален. Причината за извършването на тези процеси е разликата между потенциалите във фазите. Различните вещества имат различен потенциал. Затова между тях се извършват процеси въобще.

В окислително-редукционните  процеси се извършва насочено  движение на заредени частици,  тоест протича електричен ток,защото  има различка в потенциалите.

Чрез електричните  потенциали може да се обясни разликата в химичните потенциали. Електричният потенциал се бележи с E.

E= Е°ox/red – RT/ nF x ln x a(Red)/a(OX)

(Уравнение на Нернст за електричния потенциал)- функция характеризираща потенциала на редокси двойка

F- число на Фарадей

n- брой обменени електрони

R- газова константа

а- активноста

ако Т- 298,15 К ; F= 96784,6 col/mol ; n=1/2,303 x lg :

E=E° ox/red –  0,059/n x lg x a(Red)/a(OX)= E° ox/red + 0,059/n x lg x a(OX)/a(Red)

( по-често използваната  форма на уравнението на Нернст )

Е°- стандартен електродем потенциал – основна  количествена характеристика на окислително-редукционните преходи

Окислително-редукционни  процеси могат да се осъществяват и без контакт между редоксидвойките. Важно е между тях да се обменят електрони и йони.

Електрохимична  клетка. Възможна е обмяна не електрони между непряко вързани електроди. На единия електрод ще се извършва редукция. Той се нарича катод. На другия електрод ще се извършва окисление. Той се нарича анод.

Електрохимичен  процес-може да се осъществи произволно/ в резултат се извършва работа.

Такава електрохимичната клетка,в която в резултат от електрохимичния процес протича електричен ток, се нарича галванична. В нея процесът се осъществява поради разликата в потенциалите и се осъщсествява докато те се изравнят. Протича електричен ток в резултат от това.

Не може да се определи потенциала на отделен електрод и затова трябва да се направи електорхимична клетка ,тоест да се построи още един електрод, който да е постоянен. За постоянен електрод се позлва Н2. СВЕ-стандартен водороден електрод. Спрямо него се сравняват стандартните потенциали на всички други електроди.  Е°све=0 V

Колкото стандартният електроден потенциал на една редоксидвойка  е по-висок,толкова по-силен окислител  е окислената й форма. Колкото  по-нисък е стандартният електроден потенциал на една редоксидвойка,толкова по-силен редуктор  е редуцираната й форма.   Автор: Албена Иванова