По величинам стандартных окислительно-восстановительных потенциалов (Е0) можно судить о направлении окислительно-восстановительной реакции.
Например. Для уравнения реакции
MnO4— + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O
самопроизвольно прямая реакция будет протекать, если стандартный потенциал окислительно-восстановительной пары окислителя больше, чем стандартный потенциал окислительно-восстановительной пары восстановителя, а ΔЕ > 0. Табличные значения стандартных электродных потенциалов для следующих окислительно-восстановительных пар:
Е0(MnO4—/Mn2+) = 1,51 B; Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 B.
Величина 1,51 В > 0,77 В, следовательно, при контакте перманганат ион MnO4— выступает в роли окислителя, а катион железа Fe2+ — восстановителя, протекает прямая реакция. Вычисляем ΔЕ этой реакции:
ΔЕ = Е0ок – Е0восст = 1,51 – 0,77 = 0,74 В.
Величина ΔЕ положительная, реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении. Если ΔЕ окажется отрицательной величиной, то реакция протекает в обратном направлении в стандартных условиях.
Например. Может ли хлор Cl2 окислить бромид-ион Br— до брома Br2?
Выпишем из справочной таблицы значения стандартных потенциалов окислительно-восстановительных пар:
Е0(Cl2/2Cl—) = 1,36 B; Е0(Br2/2Br—) = 1,07 В.
Из значений стандартных потенциалов видно, что величина 1,36 В > 1,07 В, следовательно, хлор будет окислять бромид–ион до брома по уравнению реакции:
Cl2 + 2Br— = 2Cl— + Br2
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы (Е0)
по отношению к потенциалу стандартного водородного электрода при 25 °С
| Элемент | Высшая степень окисления | +ne— | Низшая степень окисления | E0, В |
| As | As↓ + 3H+ As↓ + 3H2OH AsO2 + 3H+H3 AsO4 + 2H+ AsO43- + 2H2O |
+3e +3e +3e +2e +2e |
AsH3↑ AsH3↑ + 3OH— As↓ + 2H2OH AsO2 +2H2O AsO2— + 4OH— |
-0,60 -1,43 +0,234 +0,56 -0,71 |
| Br | Br2 BrO3— + 5H+ BrO3— + 2H2O |
+2e +4e +4e |
2Br— HBrO + 2H2O BrO— + 4OH— |
+1,087 +1,45 +0,54 |
| 2BrO3— + 12H+ 2 BrO3— + 6H2O BrO3— + 6H+ BrO3— + 3H2O |
+10e +10e +6e +6e |
Br2 + 6H2O Br2 + 12OH— Br— + 3H2O Br— + 6OH— |
+1,52 +0,50 +1,45 +0,61 |
|
| C | C6H4O2 +2H+ Хинон HCHO + 2H+ HCOOH + 2H+ CO2↑+ 2H+ 2CO2↑ + 2H+ |
+2e +2e +2e +2e +2e |
C6H4(OH)2 Гдрохинон CH3OH HCHO + H2O HCOOH H2C2O4 |
+0,699 +0,19 -0,01 -0,20 -0,49 |
| Cl | Cl2↓ 2ClO3— + 12H+ ClO4— + 2H+ 2ClO4— + 16H+ ClO4— + 8H+ |
+2e +10e +2e +14e +8e |
2Cl—Cl 2↓ + 6H2O ClO3— + H2O Cl2↓ + 8H2O Cl— + 4H2O |
+1,359 +1,47 +1,19 +1,39 +1,38 |
| Cr | Cr3+ Cr3+ Cr2+ Cr(OH)3↓ Cr2O72- + 14H+ CrO42- + 4H2O |
+e +3e +2e +3e +6e +3e |
Cr2+ Cr↓ Cr↓ Cr↓ + 3OH— 2Cr3+ + 7H2O Cr(OH)3↓ |
-0,41 -0,74 -0,91 -1,3 +1,33 -0,13 |
| Cu | Cu2+ Cu+ Cu2+ CuI↓ Cu(NH3)42+ |
+2e +e +e +e +2e |
Cu↓ Cu↓ Cu+ Cu↓ + I— Cu↓ + 4NH3 |
+0,345 +0,531 +0,159 -0,185 -0,07 |
| F | F2 | +2e | 2F— | +2,77 |
| Fe | Fe3+ Fe3+ Fe2+ Fe(CN)63- |
+e +3e +2e +e |
Fe2+ Fe↓ Fe↓ Fe(CN)64- |
+0,771 -0,058 -0,473 +0,364 |
| H | 2H+ 2H+ (10-7 M) H2↑ 2H2O H2O2 + 2H+ |
+2e +2e +2e +2e +2e |
H2↑ H2↑ 2H— H2↑ + 2OH— 2H2O |
0,0000 -0,414 -2,25 -0,828 +1,77 |
| I | I2↓ I2 I3— 2IO3— + 12H+ 2IO3— + 6H2O IO3— + 6H+ IO3— + 3H2O |
+2e +2e +2e +10e +10e +6e +6e |
2I— 2I— 3I— I2↓ + 6H2O I2↓ + 12OH— I— + 3H2O I— + 6OH— |
+0,536 +0,621 +0,545 +1,19 +0,21 +1,08 +0,26 |
| K | K+ | +e | K↓ | -2,923 |
| Li | Li+ | +e | Li↓ | -3,04 |
| Mg | Mg2+ | +2e | Mg↓ | -2,37 |
| Mn | Mn3+ Mn2+ |
+e +2e |
Mn2+ Mn↓ |
+1,51 -1,17 |
| MnO2↓ + 4H+ MnO42- + 2H2O MnO4— MnO4— + 4H+ MnO4— + 2H2O MnO4— + 8H+ |
+2e +2e +e +3e +3e +5e |
Mn2+ + 2H2O MnO2↓ + 4OH— MnO42- MnO2↓ + 2H2O MnO2↓ + 4OH— Mn2+ + 4H2O |
+1,23 +0,58 +0,558 +1,69 +0,60 +1,51 |
|
| Mo | Mo3+ H2MoO4 + 6H+ MoO42- + 4H2O |
+3e +6e +6e |
Mo↓ Mo↓ + 4H2O Mo↓ + 8OH— |
-0,20,0 -1,05 |
| Na | Na+ | +e | Na↓ | -2,713 |
