ОСУЩЕСТВИМОСТЬ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ
Термодинамика предсказывает, что протекание одних реакций возможно (реакции осуществимы), а других - невозможно. Однако, даже если реакция осуществима, она вовсе не обязательно должна протекать самопроизвольно. В качестве примера можно указать реакции горения. Большинство реакций горения не протекают самопроизвольно, хотя они осуществимы с термодинамической точки зрения. Зачастую такие реакции могут начаться лишь после того, как будет преодолен энергетический барьер. При конкретных условиях какая-либо реакция может оказаться термодинамически возможной, но кинетически неосуществимой. Определение термодинамической возможности окислительно-восстановительных реакций довольно просто выполняется путем сравнения электродных потенциалов двух полуреакций.
Пример
На основе следующих данных:
а) определим, какая реакция термодинамически осуществима: восстановление ионов серебра медью либо восстановление ионов серебром;
б) запишем уравнение соответствующей окислительно-восстановительной реакции и схему химического источника тока для термодинамически осуществимой реакции.
Решение
а) Полуреакция ион серебра серебро имеет более положительный электродный потенциал. Следовательно, восстановление должно происходить именно в этой полуреакции. Значит, осуществимой должна быть реакция восстановления ионов серебра медью, а не восстановление ионов серебром.
б) На этом основании следует записать
Окисление
Восстановление
Умножая восстановительную полуреакцию на 2 и затем суммируя обе полуреакции, получим
Поскольку полуэлемент, в котором протекает реакция ион серебра-серебро, имеет
более положительный электродный потенциал, он должен рассматриваться как правый полуэлемент в схеме источника тока. Это позволяет записать схему источника тока следующим образом:
Осуществимость этой реакции можно предсказать также, основываясь на рассмотрении электрохимического ряда напряжений металлов. Поскольку медь располагается в этом ряду выше серебра, она является более сильным восстановителем. Следовательно, медь должна восстанавливать серебро, а не наоборот.