6. Применение закона действующих масс к гомогенным равновесиям в окислительно-восстановительных системах

6.1. Потенциал окислительно-восстановительной системы

Условный стандартный электродный потенциал редокс-пары Е- это разность потенциалов между электродом, контактирующим с раствором, содержащим компоненты данной редокс-пары в стандартных состояниях а (Ox) = а (Red) = 1 моль/л, а (Н₃О+) = 1 моль/л, и стандартным водородным электродом.

Стандартный электродный потенциал измеряется в вольтах и характеризует окислительно-восстановительные свойства редокс-пары. Стандартный электродный потенциал редокс-пары - величина постоянная при постоянной температуре и одинаковом выборе стандартного состояния веществ (см. табл. 4 приложения). Чем более положителен E^o, тем более сильным окислителем является окисленная форма этой редокс-пары. Чем более отрицателен Е⁰, тем более активным восстановителем является восстановленная форма данной редокс-пары. Условный реальный потенциал редокс-пары Е - это условный потенциал системы в реальных условиях (активность, температура, давление). Этот потенциал определяется по уравнению типа Нернста:

где Е⁰ - условный стандартный электродный потенциал редокс-пары, В; R - газовая постоянная, 8,314 Дж/мольК; n - число электронов, участвующих в процессе окисления-восстановления; F - число Фарадея, 96485 Кл/моль; Т - абсолютная температура, К; a(Ox) и а (Red) - активности соответственно окисленной и восстановленной форм в растворе.

Для разбавленных растворов при 298 К можно принять:

В аналитических расчетах реальных потенциалов редокс-пар в реальных растворах приближенно используют концентрации соответствующих ионов в растворе вместо их активностей. Если в окислительно-восстановительных реакциях принимают участие ионы H⁺ или ОН^-, то при расчете величины условного реального потенциала редокс-пары необходимо учитывать концентрации и этих ионов. Например, в соответствии с полуреакцией окисления в общем виде

уравнение Нернста для соответствующей редокс-пары имеет вид: