Oxidačně redukční reakce

Prezentace na téma: "Oxidačně redukční reakce"— Transkript prezentace:

1 Oxidačně redukční reakce

2 Elektrochemická řada napětí
Při ponoření kovové elektrody do roztoku mají kationy kovu snahu přecházet do tohoto roztoku. Elektrony zůstávají vázány v kovu a elektroda získává záporná náboj. Proces se zastaví samovolně tehdy, až vzniklý potenciálový rozdíl zabrání dalšímu rozpouštění kovu a ustanoví se dynamická rovnováha. Vzniklý elektrodový potenciál mezi kovem a elektrolytem lze měřit pouze k potenciálu jiné elektrody. Elektrodové potenciály byly vypočteny vzhledem k vodíkové elektrodě, jejíž potenciál byl zvolen za nulový.

3 Elektrochemická řada napětí
Pevnost, s jakou jsou kationy vázány do krystalové mřížky je u různých kovů různá, proto je odlišný i elektrodový potenciál různých kovů. Seřazení kovů podle vzrůstajícího elektrodového potenciálu je elektrochemická řada napětí kovů. 

4 Elektrochemická řada napětí
Vlastnosti elektrochemické řady napětí kovů: Směrem doprava klesá redukční schopnost kovů, klesá schopnost reagovat se zředěnými kyselinami, klesá chemická reaktivita. Ze dvou jejich členů ten stojící více vlevo, snadněji odštěpuje elektrony a tvoří kationty a je proto schopen redukovat kation kovu stojícího od něho napravo. Kovy stojící před vodíkem, jsou schopny vytěsňovat vodík z kyselin, jsou rozpustné v kyselinách a nazýváme je neušlechtilé kovy. Kovy stojící za vodíkem nejsou schopny vytěsňovat vodík z kyselin, nejsou rozpustné v kyselinách a nazýváme je ušlechtilé kovy.

5 Oxidačně redukční reakce
Jsou chemické reakce, při nichž dochází k přenosu elektronů mezi reagujícími částicemi a tedy i ke změně jejich oxidačních čísel. ZnIISVIO4-II + Fe0  Zn0 + FeIISVIO4-II

6 Oxidačně redukční reakce
Částice Fe0 se mění na FeII, oxidační číslo se zvětšuje, částice Fe0 odevzdala 2 elektrony. Oxidace je CHR, při níž částice odevzdávají elektrony (oxidační číslo se zvětšuje): Fe0 - 2e  FeII Částice ZnII se mění na Zn0, oxidační číslo se zmenšuje, částice ZnII přijala 2 elektrony. Redukce je CHR, při níž částice přijímají elektrony (oxidační číslo se zmenšuje): ZnII + 2e  Zn0

7 Oxidačně redukční reakce
Oxidace a redukce probíhají vždy současně

8 Oxidační a redukční činidla
Částice, které způsobují oxidaci jiných částic a samy se tím redukují, nazýváme oxidační činidla (O2, O3, fluor, chlor, H2O2, H2SO4, HNO3, ionty Fe3+, Hg2+, NO3-, aj.) Redukční činidla jsou částice, které redukují jiné částice a samy se tím oxidují (C, H, Al, CO2, CO, Fe2+, S2- aj.)

9 Elektrochemická řada napětí
Důležitou skupinou redoxních dějů jsou reakce kovů s vodou a roztoky kyselin. Některé kovy reagují s vodou již při normální teplotě (Na, K, Ca) jiné reagují pouze s vodní parou (Zn, Fe), ostatní s vodou nereagují vůbec ( Au, Pt).

10 cvičení

11 Elektrolýza Elektrolyty jsou sloučeniny, které se při tavení nebo rozpouštění štěpí na volné ionty. Tento proces vyzýváme elektrolytická disociace.

12 Elektrolýza Elektroda je proužek nebo tyčinka z vodivého materiálu (mědi, uhlíku, zinku) ponořená do elektrolytu. Anoda je kladně nabitá elektroda (je připojena na kladný pól zdroje stejnosměrného proudu) a při elektrolýze se k ní pohybují záporně nabité ionty - anionty. Katoda je záporně nabitá elektroda (je připojena na záporný pól zdroje stejnosměrného elektrického proudu) a při elektrolýze se k ní pohybují kladně nabité ionty - kationty.

13 Elektrolýza Elektrolýza je jev, při němž probíhají chemické reakce působením stejnosměrného elektrického proudu procházejícího roztokem nebo taveninou elektrolytu. Elektrolýza je jednou z forem přeměny elektrické energie na energii chemickou. Zavedením stejnosměrného proudu do elektrolytu se ionty začnou pohybovat směrem k opačně nabitým elektrodám.

14 Elektrolýza Dochází k uspořádanému pohybu elektricky nabitých částic a roztokem prochází proud. Děje probíhající na elektrodách mají oxidačně redukční charakter a nazývají se elektrochemické děje - elektrolýza. Na anodě (kladně nabité elektrodě) probíhá oxidace. Na katodě (záporně nabité elektrodě) probíhá redukce. A: Cl- - 1e  Cl0 Přesněji: 2Cl e  Cl20 ­

15 Elektrolýza FARADAYŮV ZÁKON ELEKTROLÝZY
Hmotnost látky vyloučené na elektrodách při elektrolýze je přímo úměrná množství elektrického náboje Q prošlého elektrolytem. Elektrický náboj = proud . čas Q = I . t

16 Elektrolýza Zvětšení množství látky vyloučené na elektrodě můžeme dosáhnout tím,že a) prodloužíme čas elektrolýzy b) zvětšíme velikost elektrického proudu

17 Elektrolýza 2. FARADAYŮV ZÁKON ELEKTROLÝZY
Druhý zákon elektrolýzy říká, že jestliže projde stejné množství elektrického náboje různými elektrolyty, pak počet molů (látkové množství) každého prvku vyloučeného na elektrodách je nepřímo úměrný velikosti nábojů jejich iontů. Jinak řečeno, kolikrát je náboj prvku větší, tolikrát méně se ho při daném množství procházejícího elektrického náboje na elektrodě vyloučí.

18 Elektrolýza Máme-li například elektrolyt s ionty Na+, elektrolyt s ionty Cu2+ a elektrolyt s ionty Fe3+, potom se při stejném množství procházejícího elektrického náboje vyloučí na příslušných elektrodách polovina molů mědi Cu a třetina molů železa Fe v porovnání s vyloučeným množstvím molů sodíku Na. Na e  6Na Cu e  3Cu Fe e  2Fe

19 UŽITÍ ELEKTROLÝZY Výroba důležitých prvků a sloučenin (Na, K, H, Cl, Mg, NaOH, KOH) Čištění kovů Galvanické pokovování (pozinkování, poměďování, niklování, chromování, zlacení aj.) Elektrochemické články - mění chemickou energii ne elektrickou Akumulátory - zdroje elektrické energie, které lze opakovaně dobíjet Elektrochemické analytické metody (polarografie, petenciometrie, voltmetrie, aj.) Galvanoplastika - zhotovování věrných odlitků různých předmětů elektrolytickým působením elektrického proudu

20 GALVANICKÉ POKOVOVÁNÍ Je nanášení tenkých vrstev kovu na povrch jiného kovu. Předmět, který chceme pokovit, je katoda. Kov, kterým budeme pokyvovávat, je anoda. Elektrolytem je sůl tohoto kovu. Na obrázku je popsán princip pomědění předmětu: Na katodě probíhá děj: Cu e  Cu0 Kationty mědi z katody přijímají dva elektrony a rovnoměrně se na ní vylučují. Na anodě probíhá děj: SO e  SO4 V roztoku se hromadí síran měďnatý: SO Cu ® CuSO4

21 cvičení 1 2 3 4 5 6 7 8