Химия. Неорганическая химия. Общая и неорганическая химия. Основы электрохимии: Конспект лекций

  • Published on
    08-Dec-2016

  • View
    231

  • Download
    8

Embed Size (px)

Transcript

  • -

    .. , ..

    -

    -

    2005

  • ii

    628.33 .. , .. : . - .: , 2005. - 39 .

    - 550500 - (- 110400 - ), - 551700 - ( 250100 - 250200 - - ) 553500 - ( 330200 - - ).

    1 , - .

    , .

    .. , - . , .

    : () (.. , -p . , .); .. , . . , . .

    -

  • 3

    1.

    - () - (). :

    , , , .

    , , - , , (, +1 +2 , ..).

    - , .

    - , . , - . , , -, - , .

    , - - -.

    ,

    4 4Zn CuSO ZnSO Cu+ = + . , :

    2

    2 0

    Zn 2 =ZnCu 2 Cu .

    ee

    +

    +

    + =

    , . .

    , - , .

    , -, - , , -, - . , , ( - )

  • 4

    , ,

    ( )( ) ( )

    4 2 2 7 2 46

    2 4 3 2 4 23 6

    6K Fe CN K Cr O 7H SO

    Cr SO 6K Fe CN 4K SO 7H O.

    + + = = + + +

    -. , , , - . -. , -.

    . , , - .

    1.1.

    1.1.1. ()

    4 4Zn CuSO ZnSO Cu+ = + , . - - , , .

    . -, -

    2Zn 2 Zne + =

    2 0Cu 2 Cue+ + = .

    . : , ; - , :

  • 5

    . 1.1

    , : .

    ( ). - (.. -) (, 2 4Na SO ), :

    . 1.2

    , -, . , - . , - :

    , , , , , - , .. - . ( , - ) -. , :

    2 2Zn Zne + 22+ 0Cu Cue+ .

  • 6

    ? , - :

    . 1.3

    , 1, , - 2. , , , -. , - ( 2 3) , - , , . . . , :

    2

    2 0

    Zn 2 ZnCu 2 Cu .

    ee

    +

    +

    =

    + =

    , , . , - . - - ( )Zn - ( )2+Cu .

    , . 1.3 . 1.4, . ; - .

  • 7

    . 1.4

    , , , . - - . .

    1.1.2. , . ,

    . , .

    : (, -), ( ).

    , - . . - ( ).

    - M (- ), ,

    nM + ( ). , , - . 2Cu Cu + (, ,

    4Cu CuSO , nM M + .

    , - , :

  • 8

    1 I II IIM M ,

    . , , -, .

    , , , , , .

    .

    , . 1.3 . 1.4, , () .

    . , , :

    2 4 4 2Zn H SO ZnSO H+ + . , , -

    ( ) 2 2 4Pt H H SO .

    22H 2 He+ +

    , - .

    ( )4 2 4 2Zn ZnSO H SO H Pt . , , -

    ( )( ) ( )

    4 2 2 7 2 46

    2 4 3 2 4 23 6

    6K Fe CN K Cr O 7H SO

    Cr SO 6K Fe CN 4K SO 7H O.

    + + = = + + +

    , - :

    ( ) ( )4 36 62- 3+

    2 7 2

    Fe CN Fe CN

    Cr O 14H 6 2Cr 7H O.

    e

    e

    +

    + + +

    :

  • 9

    ( ) ( ) ( )4 3 2 4 2 2 7 2 4 2 46 6 3Pt K Fe CN , K Fe CN ,H SO K Cr O , Cr SO , H SO Pt .

    1.1.3. ,

    , : , ? -, , , - , . , , , . , ?

    , , , - : - ? , - . - : , - ? , , - , .

    -, . , , - , .

    , , -, M , - nM + .

    1.2.

    1.2.1.

    , . , - , . - , . - ,

    nM ne M+ + . (1.1)

  • 10

    .

    , ( - ) . - . , .

    , . , , -, , , - . - , , , .

    , - , . .

    , - - .

    . 1.5 1E 2E - , , - 0, , - 2 1E E E =

    , - .

    , , -, .. . , - , , , - .

    , , , , -, .

    . 1.5

  • 11

    1.2.2.

    , , :

    2 4Zn H SO 2 4Cu H SO .

    , , . , (1.1); -, .

    : , , .

    - .

    1.2.3. (). .

    1.2.3.1. ,

    , . , , - ( - ), , . :

    nI IM ne M

    + :

    zII IIM ze M

    + + , n z .

    , - , () - . , , - ( )E , , ( )E , , , , ..

    E E= . (1.2)

    , - , - , -

  • 12

    . -

    . , - , - , - : - - 1,013. 1 05 , ( - ) - 1 /. . - , , ; . - ( 0E ), .. : 298,15 , ( ) 1,013 . 105 , (-, ) - 1 /.

    , - , .

    (1.2). , .. , (1.2)

    =E E , (1.3) E E .

    - : - , ( )Red ; , , - , ( )Ox .

    E , , :

    - - :

  • 13

    0/ /

    lnn n nM M M MRTE E MnF+ +

    + = + (1.4)

    - :

    2 22

    0H / H H / H

    H

    Hln

    2RTE E

    F p+ ++ = + (1.5)

    - - , -

    ReaOx ne b d+

    [ ][ ]

    0/ / ln

    a

    Ox Ox b

    OxRTE EnF

    = +Red RedRed

    . (1.6)

    8,314R = /( ) , 96500F = / - ( ), T -

    , ; 2H

    p , ; n -

    ; . 298,15 , , -

    0/ /

    0,059 lnn n nM M M ME E Mn+ ++ = + . (1.7)

    , - , - , . - .

    , .

    , , - . , +Ag Ag ,

    , -

    + -AgCl AgCl Ag Cl

    + ,

    +

    AgCl Ag Cl+ .

    (, -), , -

  • 14

    , . Ag AgCl Cl .

    ( - ), -. , +AgCl Ag Cl

    = ( AgCl , -

    ), + AgClAg Cl = , .. -

    . ,

    IUPAC ( ).

    1.2.3.2. , -

    . , . ,

    4 4Zn CuSO ZnSO Cu+ + . -?

    - /Ox Red . , -

    , , , - , . - -, , , , , ( 0 0,2E ). .

    - - 4ZnSO Zn (, :

    2+Zn Zn ) 4CuSO Cu (, -

    : 2+Cu Cu ). -

    0E (-0,76 ) (+0,34 ) .

  • 15

    , Zn -, 2Cu + ( )( )0,34 0,76 1,1 0,2 E = = .

    ,

    4 4Fe ZnSO FeSO Zn+ + , - - 2+Fe Fe

    (-0,44 ), 0E 2+Zn Zn

    ( )0,44 0,76 0,32 0,2 E = = .

    ( )( ) ( )

    4 2 2 7 2 46

    2 4 3 2 4 23 6

    6K Fe CN K Cr O 7H SO

    Cr SO 6K Fe CN 4K SO 7H O

    + + + + +

    , -

    ( ) ( )43

    6 6Fe CN Fe CN

    2 32 7Cr O Gr

    + ,

    ( ) ( )3 46 62 3

    2 7 2

    Fe CN Fe CN 0,36

    Cr O 14H 6 2Cr 7H O E=+1,33 .

    e E

    e

    +

    +

    + = + + + +

    , ( )4

    6Fe CN

    -

    22 7Cr O ,

    .

    1.2.3.3. , -

    () , -. .

    .1 - . .

    , , (). -

  • 16

    ( , - , ) . .

    1.3. 4.

    1.3.1.

    - , - , , , - . - .

    , - , G

  • 17

    , .

    , . -, . , , . , -, , - , .

    1.3.2. .

    1.3.4,

    2+Zn 2 Zne+ . , , , , - . , , , pp I, Q, - . ,

    QI =

    . (1.8)

    , - ( , ), Q I= .

    Ox ze+ Red .

    z . , , AN z

    ( 236,02 10AN = ), p

    q AN z e , 231,602 10e = . AN e ,

    , -

  • 18

    96500F = /. q F z= , - 1 , M (.. ). Q m ?

    : :q M Q m= ,

    M Mm Q I

    z F z F= =

    . (1.9)

    , , ,

    M MV Vm Q Iz F z F

    = =

    , (1.10)

    MV ; -

    ( 1,013. 1 05 , 273 K), 22,4mV = /. , .. (1.9) (1.10), -

    .

    QnzF

    = , (1.11)

    n , . , -

    .

    1.3.3.

    , , .

    , v

    1 dnvS d

    =

    , (1.12)

    S - .

    1 1 1 1Qz I z iv d dzF d S zF d S zF

    = = = ,

    i I S= , .. , - . , -

  • 19

    . i T

    c, , - .

    0 exp eqi k c zF E E RT = . (1.13)

    ko - , E eqE -

    , ( 0,5).

    , . , 10 eqE E 0,1 . p

    p pp p .

    1.4. pp pp p p

    , , . - , , - , , , .. - .

    1.4.1.

    p , .

    MeG , 2MeG ( Me IA IIA p , G ) , ( ). ,

    ( ) ( ) 2 2MgCl Mg Cl + ,

    ( ) ( ) 22LiH 2Li H + . -

  • 20

    ( )2+Mg 2 Mg; Li LizMe ze Me e e+ ++ + + , - - -

    ( )2 2 22 2 2Cl 2 Cl ; 2H 2 HG e G e e . , -

    ( ) -

    ( )2+2MgCl Mg 2Cl ; LiH Li +HzzMeG Me zG+ + + + . , , , -

    . , ( , )

    ( ) ( ) ( ) 2 2 22KHF H F 2KF + + .

    - -, , - -:

    2 2 2 2

    2 2

    2HF 2 H 4F 2HF 2 F 2HF

    HF 2 H 2F 2F 2 F .

    e e

    e e

    + + +

    + +

    +

    2 2KHF K HF + ,

    -.

    , (, -) , -, (, - ) -. , (, HF