НАПРАВЛЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ

Направление самопроизвольного протекания ОВР определяется так же, как и у всех других реакций – по знаку изменения свободной энергии Гиббса (ΔG⁰_х.р). Если в результате реакции свободная энергия системы убывает, то такая реакция термодинамически разрешена (ΔG⁰_х.р<0).

Для окислительно-восстановительных реакций существует взаимосвязь между изменением свободной энергии и электродвижущей силой (ЭДС):

ΔG⁰_х.р = -nFΔЕ (1)

В этом уравнении n-число электронов, участвующих в ОВР, F 96500Кл/моль = 26,8 А∙час/моль – число Фарадея (эту величину часто называют одним фарадеем), ΔЕ – ЭДС окислительно-восстановительной системы.

Для стандартных условий: ΔG⁰_х.р = -nFΔЕ⁰.

Условие самопроизвольности реакции ΔG⁰_х.р<0. В ур. (1) n и F -константы, следовательно, окислительно-восстановительная реакция термодинамически разрешена, если ΔЕ>0.

В свою очередь, ЭДС рассчитывается как разность потенциала окислителя (Е_ок) и восстановителя (E_восс): ΔЕ= Е_ок – E_восс > 0. Из этого соотношения следует, что ОВР будет протекать самопроизвольно в прямом направлении, если Е_ок > E_восс.

Реальные ОВР начинают протекать самопроизвольно с заметной скоростью, если ЭДС системы превышает 0,4 В.