REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJEopstahemija.tmf.bg.ac.rs/Grujić/Opšta hemija II...• zbir oksidacionih...
Transcript of REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJEopstahemija.tmf.bg.ac.rs/Grujić/Opšta hemija II...• zbir oksidacionih...
1
copy TMF 1
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIJA I REDUKCIJA
Reakcije oksido-redukcije su reakcije u kojima dolazi do prelaska elektrona sa jedne supstance na drugu
SUPSTANCA KOJAOTPUŠTA ELEKTRONE
SE OKSIDUJE
REDUKCIONO SREDSTVO
OKSIDACIJA rarr OTPUŠTANJE endash REDUKCIJA rarr PRIMANJE endash
endash
SUPSTANCA KOJAPRIMA ELEKTRONESE REDUKUJE
OKSIDACIONO SREDSTVO
copy TMF 2
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIJA I REDUKCIJA
Redoks reakcija se sastoji iz dve polureakcije (oksidacije i redukcije) koje se odigravaju istovremeno
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
OKSIDACIJA
REDUKCIJA2endash
Broj razmenjenih elektrona mora biti jednak
OKSIDACIJA Zn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash REDUKCIJA 2H+(aq) + 2endash rarr H2(g)
2
copy TMF 3
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIJA I REDUKCIJA
2Brndash(aq) + Cl2(g) rarr 2Clndash(aq) + Br2(l) Oksido-redukcija
Na osnovu očiglednog prelaska endash lako se može odrediti oksidaciono i redukciono sredstvo
2endash
Brndash rarr otpušta endash rarr oksiduje se rarr redukciono sredstvo
Cl2 rarr prima endash rarr redukuje se rarr oksidaciono sredstvo
K2Cr2O7 + KI + HCl rarr CrCl3 + I2 + KCl + H2O Oksido-redukcija
Potrebno je odrediti oksidacione brojeve
copy TMF 4
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
Oksidacioni broj (ili oksidaciono stanje) predstavlja hipotetičko naelektrisanje atoma kada bi sve veze tog atoma bile jonske Pripisuje se atomima da bi se izjednačio broj razmenjenih elektrona odnosno da bi se
odredili koeficijenti u redoks reakciji Označava se rimskim brojem iznad simbola elementa Postoji nekoliko pravila za određivanje oksidacionih brojeva
bull oksidacioni broj elementa u elementarnoj supstanci jednak je 0 (npr za Cl2 P4 Zn)bull oksidacioni broj elementa u jednoatomskom jonu jednak je naelektrisanju tog jona
(npr za Al3+ je III za S2ndash je ndashII)bull neki elementi imaju isti oksidacioni broj u SKORO svim svojim jedinjenjima
elementi 1 grupe PSE uvek imaju oksidacioni broj I elementi 2 grupe PSE uvek imaju oksidacioni broj II F uvek ima oksidacioni broj ndashI O obično ima oksidacioni broj ndashII (izuzev u peroksidima i peroksi-jedinjenjima
gde je ndashI) H obično ima oksidacioni broj I (izuzev u hidridima metala gde je ndashI)
3
copy TMF 5
bull zbir oksidacionih brojeva u neutralnoj supstanci jednak je 0 u višeatomskom jonu jednak je naelektrisanju tog jona
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
H2SO4
I VI ndashIISO4
2ndashVI ndashII
Na2SO3
I IV ndashII
MnO2
IV ndashIIKMnO4
I VII ndashIIMnO4
2ndashVI ndashII
CaCO3
II IV ndashIIKFI ndashI
NO3ndash
V ndashII
copy TMF 6
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
Zn se oksiduje oksidacioni broj se povećava 0 rarr II redukciono sredstvo
0 I II 0
OKSIDACIJA rarr POVEĆANJE OKSIDACIONOG BROJAREDUKCIJA rarr SMANJENJE OKSIDACIONOG BROJA
H se redukuje oksidacioni broj se smanjuje I rarr 0 oksidaciono sredstvo
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)II IV ndashII II ndashII IV ndashII
Oksido-redukcija
Nema promene oksidacionih brojeva nije redoks reakcija
4
copy TMF 7
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
Korišćenjem šeme razmene elektrona rarr univerzalan način Korišćenjem polureakcija oksidacije i redukcije rarr samo za reakcije u vodenom rastvoru
šema razmene elektrona šema razmene elektrona
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)0 I II 0
2
2H+ endashI
H0
Znndash 2endash0
ZnII
1
copy TMF 8
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
VI ndashII ndashI III 0
3Indash ndash endashndashII0
Cr+ 3endashVI
CrIII
1
2
6
2
U jonskom obliku jednačine hemijske reakcije zbir naelektrisanja sa leve i desne strane jednačine mora biti jednak Molekulski oblik se može izvesti iz jonskog
K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl rarr 2CrCl3 + 3I2 + 7H2O +8KCl
6 14 2 3 7
5
copy TMF 9
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS Polureakcija redukcije 2H+ + 2endash rarr H2
OS
RS Polureakcija oksidacije Zn rarr Zn2+ + 2endash
RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+)
Zn + 2H+ + 2endash rarr Zn2+ + H2 + 2endash
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
bdquookreće serdquo jer su sve polureakcije date kao redukcije
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
copy TMF 10
Cr2O72ndash(aq) + 6Indash(aq) + 14H+(aq) rarr 2Cr3+(aq) + 3I2(s) + 7H2O(l)
OS Polureakcija redukcije Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash rarr 2Cr3+ + 7H2O
RS Polureakcija oksidacije 2Indash rarr I2 + 2endash
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+) bdquookreće serdquo
Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash + 6Indash rarr 2Cr3+ + 7H2O + 3I2 + 6endash
3
6
copy TMF 11
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Ćelija u kojoj se odigrava spontana redoks reakcija pri čemu se hemijska energija pretvara u električnu (proizvodi se električna struja)
ili galvanski spreg element ćelija
Sastoji se od dve polućelije (poluelementa) koje su sačinjene od elektroda uronjenih u rastvore odgovarajućih jona Polućelije su povezane spoljašnjim
električnim kolom (kojim se kreću elektroni) i elektrolitičkim ključem (kojim se kreću joni) Dve polureakcije se odvijaju na
površinama dve različite elektrodebull na anodi rarr oksidacijabull na katodi rarr redukcija
Cukatoda
(+)
Znanoda
(ndash)
Cu2+Zn2+
endash endash
Elektrolitičkiključ
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 12
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Elektroni koji nastaju u polureakciji oksidacije na anodi moraju se preneti i utrošiti u polureakciji redukcije na katodi Da bi se redoks reakcija koristila kao izvor električne energije potrebno je da se prenos
elektrona sa anode na katodu odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Da bi se u polućelijama održala električna neutralnost neophodan je elektrolitički ključ cev U-oblika napunjena rastvorom neke soli koja ne učestvuje u reakcijama na elektrodama (KNO3 NaCl) Tokom redoks reakcije pri trošenju proizvedene
električne struje katjoni iz elektrolitičkog ključa prelaze u katodnu polućeliju a anjoni u anodnu polućeliju
K+ Na+ NO3ndash Clndash
7
copy TMF 13
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Spontana reakcija Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s) se koristi kao izvor električne energije u galvanskom spregu gde se prenos elektrona odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo (metalnu žicu provodnik koja povezuje katodu i anodu)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Polureakcija oksidacijeZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeCu2+(aq) + 2endashrarr Cu(s)
Oksidacija i redukcija se odigravaju u razdvojenim prostorima
copy TMF 14
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
posle izvesnog vremena
Cukatoda
Znanoda
Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Način prikazivanja elektrohemijske ćelije
oksidacija na anodi(sa leve strane)
redukcija na katodi(sa desne strane)
elektrolitičkiključ
granicaizmeđu
faza
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
2
copy TMF 3
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIJA I REDUKCIJA
2Brndash(aq) + Cl2(g) rarr 2Clndash(aq) + Br2(l) Oksido-redukcija
Na osnovu očiglednog prelaska endash lako se može odrediti oksidaciono i redukciono sredstvo
2endash
Brndash rarr otpušta endash rarr oksiduje se rarr redukciono sredstvo
Cl2 rarr prima endash rarr redukuje se rarr oksidaciono sredstvo
K2Cr2O7 + KI + HCl rarr CrCl3 + I2 + KCl + H2O Oksido-redukcija
Potrebno je odrediti oksidacione brojeve
copy TMF 4
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
Oksidacioni broj (ili oksidaciono stanje) predstavlja hipotetičko naelektrisanje atoma kada bi sve veze tog atoma bile jonske Pripisuje se atomima da bi se izjednačio broj razmenjenih elektrona odnosno da bi se
odredili koeficijenti u redoks reakciji Označava se rimskim brojem iznad simbola elementa Postoji nekoliko pravila za određivanje oksidacionih brojeva
bull oksidacioni broj elementa u elementarnoj supstanci jednak je 0 (npr za Cl2 P4 Zn)bull oksidacioni broj elementa u jednoatomskom jonu jednak je naelektrisanju tog jona
(npr za Al3+ je III za S2ndash je ndashII)bull neki elementi imaju isti oksidacioni broj u SKORO svim svojim jedinjenjima
elementi 1 grupe PSE uvek imaju oksidacioni broj I elementi 2 grupe PSE uvek imaju oksidacioni broj II F uvek ima oksidacioni broj ndashI O obično ima oksidacioni broj ndashII (izuzev u peroksidima i peroksi-jedinjenjima
gde je ndashI) H obično ima oksidacioni broj I (izuzev u hidridima metala gde je ndashI)
3
copy TMF 5
bull zbir oksidacionih brojeva u neutralnoj supstanci jednak je 0 u višeatomskom jonu jednak je naelektrisanju tog jona
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
H2SO4
I VI ndashIISO4
2ndashVI ndashII
Na2SO3
I IV ndashII
MnO2
IV ndashIIKMnO4
I VII ndashIIMnO4
2ndashVI ndashII
CaCO3
II IV ndashIIKFI ndashI
NO3ndash
V ndashII
copy TMF 6
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
Zn se oksiduje oksidacioni broj se povećava 0 rarr II redukciono sredstvo
0 I II 0
OKSIDACIJA rarr POVEĆANJE OKSIDACIONOG BROJAREDUKCIJA rarr SMANJENJE OKSIDACIONOG BROJA
H se redukuje oksidacioni broj se smanjuje I rarr 0 oksidaciono sredstvo
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)II IV ndashII II ndashII IV ndashII
Oksido-redukcija
Nema promene oksidacionih brojeva nije redoks reakcija
4
copy TMF 7
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
Korišćenjem šeme razmene elektrona rarr univerzalan način Korišćenjem polureakcija oksidacije i redukcije rarr samo za reakcije u vodenom rastvoru
šema razmene elektrona šema razmene elektrona
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)0 I II 0
2
2H+ endashI
H0
Znndash 2endash0
ZnII
1
copy TMF 8
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
VI ndashII ndashI III 0
3Indash ndash endashndashII0
Cr+ 3endashVI
CrIII
1
2
6
2
U jonskom obliku jednačine hemijske reakcije zbir naelektrisanja sa leve i desne strane jednačine mora biti jednak Molekulski oblik se može izvesti iz jonskog
K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl rarr 2CrCl3 + 3I2 + 7H2O +8KCl
6 14 2 3 7
5
copy TMF 9
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS Polureakcija redukcije 2H+ + 2endash rarr H2
OS
RS Polureakcija oksidacije Zn rarr Zn2+ + 2endash
RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+)
Zn + 2H+ + 2endash rarr Zn2+ + H2 + 2endash
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
bdquookreće serdquo jer su sve polureakcije date kao redukcije
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
copy TMF 10
Cr2O72ndash(aq) + 6Indash(aq) + 14H+(aq) rarr 2Cr3+(aq) + 3I2(s) + 7H2O(l)
OS Polureakcija redukcije Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash rarr 2Cr3+ + 7H2O
RS Polureakcija oksidacije 2Indash rarr I2 + 2endash
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+) bdquookreće serdquo
Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash + 6Indash rarr 2Cr3+ + 7H2O + 3I2 + 6endash
3
6
copy TMF 11
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Ćelija u kojoj se odigrava spontana redoks reakcija pri čemu se hemijska energija pretvara u električnu (proizvodi se električna struja)
ili galvanski spreg element ćelija
Sastoji se od dve polućelije (poluelementa) koje su sačinjene od elektroda uronjenih u rastvore odgovarajućih jona Polućelije su povezane spoljašnjim
električnim kolom (kojim se kreću elektroni) i elektrolitičkim ključem (kojim se kreću joni) Dve polureakcije se odvijaju na
površinama dve različite elektrodebull na anodi rarr oksidacijabull na katodi rarr redukcija
Cukatoda
(+)
Znanoda
(ndash)
Cu2+Zn2+
endash endash
Elektrolitičkiključ
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 12
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Elektroni koji nastaju u polureakciji oksidacije na anodi moraju se preneti i utrošiti u polureakciji redukcije na katodi Da bi se redoks reakcija koristila kao izvor električne energije potrebno je da se prenos
elektrona sa anode na katodu odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Da bi se u polućelijama održala električna neutralnost neophodan je elektrolitički ključ cev U-oblika napunjena rastvorom neke soli koja ne učestvuje u reakcijama na elektrodama (KNO3 NaCl) Tokom redoks reakcije pri trošenju proizvedene
električne struje katjoni iz elektrolitičkog ključa prelaze u katodnu polućeliju a anjoni u anodnu polućeliju
K+ Na+ NO3ndash Clndash
7
copy TMF 13
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Spontana reakcija Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s) se koristi kao izvor električne energije u galvanskom spregu gde se prenos elektrona odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo (metalnu žicu provodnik koja povezuje katodu i anodu)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Polureakcija oksidacijeZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeCu2+(aq) + 2endashrarr Cu(s)
Oksidacija i redukcija se odigravaju u razdvojenim prostorima
copy TMF 14
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
posle izvesnog vremena
Cukatoda
Znanoda
Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Način prikazivanja elektrohemijske ćelije
oksidacija na anodi(sa leve strane)
redukcija na katodi(sa desne strane)
elektrolitičkiključ
granicaizmeđu
faza
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
3
copy TMF 5
bull zbir oksidacionih brojeva u neutralnoj supstanci jednak je 0 u višeatomskom jonu jednak je naelektrisanju tog jona
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
H2SO4
I VI ndashIISO4
2ndashVI ndashII
Na2SO3
I IV ndashII
MnO2
IV ndashIIKMnO4
I VII ndashIIMnO4
2ndashVI ndashII
CaCO3
II IV ndashIIKFI ndashI
NO3ndash
V ndashII
copy TMF 6
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OKSIDACIONI BROJ
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
Zn se oksiduje oksidacioni broj se povećava 0 rarr II redukciono sredstvo
0 I II 0
OKSIDACIJA rarr POVEĆANJE OKSIDACIONOG BROJAREDUKCIJA rarr SMANJENJE OKSIDACIONOG BROJA
H se redukuje oksidacioni broj se smanjuje I rarr 0 oksidaciono sredstvo
CaCO3(s) rarr CaO(s) + CO2(g)II IV ndashII II ndashII IV ndashII
Oksido-redukcija
Nema promene oksidacionih brojeva nije redoks reakcija
4
copy TMF 7
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
Korišćenjem šeme razmene elektrona rarr univerzalan način Korišćenjem polureakcija oksidacije i redukcije rarr samo za reakcije u vodenom rastvoru
šema razmene elektrona šema razmene elektrona
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)0 I II 0
2
2H+ endashI
H0
Znndash 2endash0
ZnII
1
copy TMF 8
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
VI ndashII ndashI III 0
3Indash ndash endashndashII0
Cr+ 3endashVI
CrIII
1
2
6
2
U jonskom obliku jednačine hemijske reakcije zbir naelektrisanja sa leve i desne strane jednačine mora biti jednak Molekulski oblik se može izvesti iz jonskog
K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl rarr 2CrCl3 + 3I2 + 7H2O +8KCl
6 14 2 3 7
5
copy TMF 9
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS Polureakcija redukcije 2H+ + 2endash rarr H2
OS
RS Polureakcija oksidacije Zn rarr Zn2+ + 2endash
RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+)
Zn + 2H+ + 2endash rarr Zn2+ + H2 + 2endash
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
bdquookreće serdquo jer su sve polureakcije date kao redukcije
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
copy TMF 10
Cr2O72ndash(aq) + 6Indash(aq) + 14H+(aq) rarr 2Cr3+(aq) + 3I2(s) + 7H2O(l)
OS Polureakcija redukcije Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash rarr 2Cr3+ + 7H2O
RS Polureakcija oksidacije 2Indash rarr I2 + 2endash
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+) bdquookreće serdquo
Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash + 6Indash rarr 2Cr3+ + 7H2O + 3I2 + 6endash
3
6
copy TMF 11
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Ćelija u kojoj se odigrava spontana redoks reakcija pri čemu se hemijska energija pretvara u električnu (proizvodi se električna struja)
ili galvanski spreg element ćelija
Sastoji se od dve polućelije (poluelementa) koje su sačinjene od elektroda uronjenih u rastvore odgovarajućih jona Polućelije su povezane spoljašnjim
električnim kolom (kojim se kreću elektroni) i elektrolitičkim ključem (kojim se kreću joni) Dve polureakcije se odvijaju na
površinama dve različite elektrodebull na anodi rarr oksidacijabull na katodi rarr redukcija
Cukatoda
(+)
Znanoda
(ndash)
Cu2+Zn2+
endash endash
Elektrolitičkiključ
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 12
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Elektroni koji nastaju u polureakciji oksidacije na anodi moraju se preneti i utrošiti u polureakciji redukcije na katodi Da bi se redoks reakcija koristila kao izvor električne energije potrebno je da se prenos
elektrona sa anode na katodu odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Da bi se u polućelijama održala električna neutralnost neophodan je elektrolitički ključ cev U-oblika napunjena rastvorom neke soli koja ne učestvuje u reakcijama na elektrodama (KNO3 NaCl) Tokom redoks reakcije pri trošenju proizvedene
električne struje katjoni iz elektrolitičkog ključa prelaze u katodnu polućeliju a anjoni u anodnu polućeliju
K+ Na+ NO3ndash Clndash
7
copy TMF 13
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Spontana reakcija Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s) se koristi kao izvor električne energije u galvanskom spregu gde se prenos elektrona odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo (metalnu žicu provodnik koja povezuje katodu i anodu)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Polureakcija oksidacijeZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeCu2+(aq) + 2endashrarr Cu(s)
Oksidacija i redukcija se odigravaju u razdvojenim prostorima
copy TMF 14
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
posle izvesnog vremena
Cukatoda
Znanoda
Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Način prikazivanja elektrohemijske ćelije
oksidacija na anodi(sa leve strane)
redukcija na katodi(sa desne strane)
elektrolitičkiključ
granicaizmeđu
faza
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
4
copy TMF 7
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
Korišćenjem šeme razmene elektrona rarr univerzalan način Korišćenjem polureakcija oksidacije i redukcije rarr samo za reakcije u vodenom rastvoru
šema razmene elektrona šema razmene elektrona
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)0 I II 0
2
2H+ endashI
H0
Znndash 2endash0
ZnII
1
copy TMF 8
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
VI ndashII ndashI III 0
3Indash ndash endashndashII0
Cr+ 3endashVI
CrIII
1
2
6
2
U jonskom obliku jednačine hemijske reakcije zbir naelektrisanja sa leve i desne strane jednačine mora biti jednak Molekulski oblik se može izvesti iz jonskog
K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl rarr 2CrCl3 + 3I2 + 7H2O +8KCl
6 14 2 3 7
5
copy TMF 9
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS Polureakcija redukcije 2H+ + 2endash rarr H2
OS
RS Polureakcija oksidacije Zn rarr Zn2+ + 2endash
RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+)
Zn + 2H+ + 2endash rarr Zn2+ + H2 + 2endash
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
bdquookreće serdquo jer su sve polureakcije date kao redukcije
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
copy TMF 10
Cr2O72ndash(aq) + 6Indash(aq) + 14H+(aq) rarr 2Cr3+(aq) + 3I2(s) + 7H2O(l)
OS Polureakcija redukcije Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash rarr 2Cr3+ + 7H2O
RS Polureakcija oksidacije 2Indash rarr I2 + 2endash
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+) bdquookreće serdquo
Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash + 6Indash rarr 2Cr3+ + 7H2O + 3I2 + 6endash
3
6
copy TMF 11
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Ćelija u kojoj se odigrava spontana redoks reakcija pri čemu se hemijska energija pretvara u električnu (proizvodi se električna struja)
ili galvanski spreg element ćelija
Sastoji se od dve polućelije (poluelementa) koje su sačinjene od elektroda uronjenih u rastvore odgovarajućih jona Polućelije su povezane spoljašnjim
električnim kolom (kojim se kreću elektroni) i elektrolitičkim ključem (kojim se kreću joni) Dve polureakcije se odvijaju na
površinama dve različite elektrodebull na anodi rarr oksidacijabull na katodi rarr redukcija
Cukatoda
(+)
Znanoda
(ndash)
Cu2+Zn2+
endash endash
Elektrolitičkiključ
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 12
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Elektroni koji nastaju u polureakciji oksidacije na anodi moraju se preneti i utrošiti u polureakciji redukcije na katodi Da bi se redoks reakcija koristila kao izvor električne energije potrebno je da se prenos
elektrona sa anode na katodu odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Da bi se u polućelijama održala električna neutralnost neophodan je elektrolitički ključ cev U-oblika napunjena rastvorom neke soli koja ne učestvuje u reakcijama na elektrodama (KNO3 NaCl) Tokom redoks reakcije pri trošenju proizvedene
električne struje katjoni iz elektrolitičkog ključa prelaze u katodnu polućeliju a anjoni u anodnu polućeliju
K+ Na+ NO3ndash Clndash
7
copy TMF 13
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Spontana reakcija Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s) se koristi kao izvor električne energije u galvanskom spregu gde se prenos elektrona odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo (metalnu žicu provodnik koja povezuje katodu i anodu)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Polureakcija oksidacijeZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeCu2+(aq) + 2endashrarr Cu(s)
Oksidacija i redukcija se odigravaju u razdvojenim prostorima
copy TMF 14
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
posle izvesnog vremena
Cukatoda
Znanoda
Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Način prikazivanja elektrohemijske ćelije
oksidacija na anodi(sa leve strane)
redukcija na katodi(sa desne strane)
elektrolitičkiključ
granicaizmeđu
faza
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
5
copy TMF 9
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS Polureakcija redukcije 2H+ + 2endash rarr H2
OS
RS Polureakcija oksidacije Zn rarr Zn2+ + 2endash
RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+)
Zn + 2H+ + 2endash rarr Zn2+ + H2 + 2endash
Zn(s) + H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
bdquookreće serdquo jer su sve polureakcije date kao redukcije
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
copy TMF 10
Cr2O72ndash(aq) + 6Indash(aq) + 14H+(aq) rarr 2Cr3+(aq) + 3I2(s) + 7H2O(l)
OS Polureakcija redukcije Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash rarr 2Cr3+ + 7H2O
RS Polureakcija oksidacije 2Indash rarr I2 + 2endash
Cr2O72ndash + I + H+ rarr Cr3+ + I2 + H2O
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
ODREĐIVANJE KOEFICIJENATA
polureakcije polureakcije
OS RS
bull Tablica elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
(+) bdquookreće serdquo
Cr2O72ndash + 14H+ + 6endash + 6Indash rarr 2Cr3+ + 7H2O + 3I2 + 6endash
3
6
copy TMF 11
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Ćelija u kojoj se odigrava spontana redoks reakcija pri čemu se hemijska energija pretvara u električnu (proizvodi se električna struja)
ili galvanski spreg element ćelija
Sastoji se od dve polućelije (poluelementa) koje su sačinjene od elektroda uronjenih u rastvore odgovarajućih jona Polućelije su povezane spoljašnjim
električnim kolom (kojim se kreću elektroni) i elektrolitičkim ključem (kojim se kreću joni) Dve polureakcije se odvijaju na
površinama dve različite elektrodebull na anodi rarr oksidacijabull na katodi rarr redukcija
Cukatoda
(+)
Znanoda
(ndash)
Cu2+Zn2+
endash endash
Elektrolitičkiključ
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 12
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Elektroni koji nastaju u polureakciji oksidacije na anodi moraju se preneti i utrošiti u polureakciji redukcije na katodi Da bi se redoks reakcija koristila kao izvor električne energije potrebno je da se prenos
elektrona sa anode na katodu odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Da bi se u polućelijama održala električna neutralnost neophodan je elektrolitički ključ cev U-oblika napunjena rastvorom neke soli koja ne učestvuje u reakcijama na elektrodama (KNO3 NaCl) Tokom redoks reakcije pri trošenju proizvedene
električne struje katjoni iz elektrolitičkog ključa prelaze u katodnu polućeliju a anjoni u anodnu polućeliju
K+ Na+ NO3ndash Clndash
7
copy TMF 13
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Spontana reakcija Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s) se koristi kao izvor električne energije u galvanskom spregu gde se prenos elektrona odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo (metalnu žicu provodnik koja povezuje katodu i anodu)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Polureakcija oksidacijeZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeCu2+(aq) + 2endashrarr Cu(s)
Oksidacija i redukcija se odigravaju u razdvojenim prostorima
copy TMF 14
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
posle izvesnog vremena
Cukatoda
Znanoda
Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Način prikazivanja elektrohemijske ćelije
oksidacija na anodi(sa leve strane)
redukcija na katodi(sa desne strane)
elektrolitičkiključ
granicaizmeđu
faza
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
6
copy TMF 11
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Ćelija u kojoj se odigrava spontana redoks reakcija pri čemu se hemijska energija pretvara u električnu (proizvodi se električna struja)
ili galvanski spreg element ćelija
Sastoji se od dve polućelije (poluelementa) koje su sačinjene od elektroda uronjenih u rastvore odgovarajućih jona Polućelije su povezane spoljašnjim
električnim kolom (kojim se kreću elektroni) i elektrolitičkim ključem (kojim se kreću joni) Dve polureakcije se odvijaju na
površinama dve različite elektrodebull na anodi rarr oksidacijabull na katodi rarr redukcija
Cukatoda
(+)
Znanoda
(ndash)
Cu2+Zn2+
endash endash
Elektrolitičkiključ
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 12
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Elektroni koji nastaju u polureakciji oksidacije na anodi moraju se preneti i utrošiti u polureakciji redukcije na katodi Da bi se redoks reakcija koristila kao izvor električne energije potrebno je da se prenos
elektrona sa anode na katodu odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Da bi se u polućelijama održala električna neutralnost neophodan je elektrolitički ključ cev U-oblika napunjena rastvorom neke soli koja ne učestvuje u reakcijama na elektrodama (KNO3 NaCl) Tokom redoks reakcije pri trošenju proizvedene
električne struje katjoni iz elektrolitičkog ključa prelaze u katodnu polućeliju a anjoni u anodnu polućeliju
K+ Na+ NO3ndash Clndash
7
copy TMF 13
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Spontana reakcija Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s) se koristi kao izvor električne energije u galvanskom spregu gde se prenos elektrona odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo (metalnu žicu provodnik koja povezuje katodu i anodu)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Polureakcija oksidacijeZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeCu2+(aq) + 2endashrarr Cu(s)
Oksidacija i redukcija se odigravaju u razdvojenim prostorima
copy TMF 14
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
posle izvesnog vremena
Cukatoda
Znanoda
Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Način prikazivanja elektrohemijske ćelije
oksidacija na anodi(sa leve strane)
redukcija na katodi(sa desne strane)
elektrolitičkiključ
granicaizmeđu
faza
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
7
copy TMF 13
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Spontana reakcija Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s) se koristi kao izvor električne energije u galvanskom spregu gde se prenos elektrona odigrava indirektno kroz spoljašnje električno kolo (metalnu žicu provodnik koja povezuje katodu i anodu)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Polureakcija oksidacijeZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeCu2+(aq) + 2endashrarr Cu(s)
Oksidacija i redukcija se odigravaju u razdvojenim prostorima
copy TMF 14
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
posle izvesnog vremena
Cukatoda
Znanoda
Zn|Zn2+||Cu2+|Cu
Način prikazivanja elektrohemijske ćelije
oksidacija na anodi(sa leve strane)
redukcija na katodi(sa desne strane)
elektrolitičkiključ
granicaizmeđu
faza
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
8
copy TMF 15
bull označiti katodu i anodu napisati reakcije koje se odigravaju na katodi i anodi označiti smer kretanja elektrona označiti smer kretanja jona iz elektrolitičkog ključa endash endash
ELEKTROHEMIJSKA ĆELIJA
Skicirati galvanski element
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Cu|Cu2+||Ag+|Ag
Polureakcija oksidacijeCu(s) rarr Cu2+(aq) + 2endash
Polureakcija redukcijeAg+(aq) + endash rarr Ag(s)
K+ NO3ndash
Agkatoda
(+)
Cuanoda
(ndash)
Ag+Cu2+
Elektrolitičkiključ
copy TMF 16
ELEKTROMOTORNA SILA
Pogonska sila spontane redoks reakcije u elektrohemijskoj ćeliji se iskazuje preko električnog potencijala (napona) koji vlada u ćeliji rarr elektromotorne sile Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Ne postoji način da se izmeri vrednost pojedinačnog elektrodnog potencijala polureakcije
već se meri elektromotorna sila ukupne redoks reakcije Prema dogovoru svakoj elektrohemijskoj polureakciji dodeljen je standardni elektrodni
potencijal definisan radi uporedivosti na standardnim uslovimabull pө = 101 325 Pa c = 1 mol dmndash3 (t = 25 oC)
Prema dogovoru standardnoj vodoničnoj elektrodi (SHE ili SVE) pripisana je vrednost
Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
9
copy TMF 17
STANDARDNA VODONIČNA ELEKTRODA
Merenjem standardne elektromotornesile (Eө) elektrohemijske ćelije u kojojje jedna od elektroda SHE dobija sestandardni elektrodni potencijaldruge polućelije tj polureakcije
2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
Inertna Pt elektroda uronjena u rastvor kiseline oko koje se uvodi H2(g) Pri standardnim uslovima
bull p(H2) = pө
bull [H+] = 1 mol dmndash3
prema dogovoru je Eө(SHE) = 00 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
copy TMF 18
Zn(s) + 2H+(aq) rarr Zn2+(aq) + H2(g)
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
Spontana redoks reakcija
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
2endash
Zn|Zn2+||H+|H2|PtANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
10
copy TMF 19
Eө(sprega)= 076 V
Eө(sprega) = Eө(anoda) = 076 V
Eө(anoda) = Eө(oksidacije) = 076 V
Prema dogovoru standardni elektrodni potencijal se prikazuje kao standardni redukcioni potencijal
Zn2+(aq) + 2endashrarr Zn(s)
Eө(Zn2+Zn) = ndash076 V
Eө(redukcije) = ndash076 V
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Na ovaj način su određene vrednosti standardnih elektrodnih potencijala svih elektrohemijskih reakcija
ANODAZn(s) rarr Zn2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
copy TMF 20
Jon metalaMetal Eө V
Zn2+Zn ndash076
Mg2+Mg ndash237
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
ANODAM(s) rarr M2+(aq) + 2endash
KATODA (SHE)2H+(aq) + 2endashrarr H2(g)Eө(SHE) = 00 V
SHEkatoda
(+)
Manoda
(ndash)
H+M2+
ANODA (SHE)H2(g) rarr 2H+(aq) + 2endash
Eө(SHE) = 00 V
Mkatoda
(+)
SHEanoda
(ndash)
M2+H+
Jon metalaMetal Eө V
Cu2+Cu +034
Ag+Ag +080
KATODAM2+(aq) + 2endash rarr M(s)
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
11
copy TMF 21
STANDARDNI ELEKTRODNI POTENCIJAL
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Tablica standardnih elektrodnih potencijala elektrohemijskih reakcija (tablica 13 iz Priručnika)
Polureakcija Eө(V)N2(g) + 4H2O + 2endash 2NH2OH + 2OHndash ndash304Li+ + endash Li(s) ndash304Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236Al3+ + 3endash Al(s) ndash168[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash ndash128Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash0762H+ + 2endash H2(g) 00000Cu2+ + 2endash Cu(s) 034Fe3+ + endash Fe2+ 077Ag+ + endash Ag(s) 080Cl2(g) + 2endash 2Clndash 136MnO4
ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O 151F2(g) + 2endash 2Fndash 287
copy TMF 22
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V
Zn2+(aq) + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V
Cu2+(aq) + 2endash Cu(s) Eө = 034 V
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V
K+(aq) + endash K(s) Eө = ndash292 V
Ba2+(aq) + 2endash Ba(s) Eө = ndash292 V
2H+(aq) + 2endash H2(s) Eө = 000 V
Cl2(g) + 2endash 2Clndash(aq) Eө = 136 V
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Vrednosti standardnih elektrodnih potencijala predstavljaju meru oksidacione odnosno redukcione sposobnosti supstance pod standardnim uslovima koriste se za poređenje jačine oksidacionih odnosno redukcionih sredstava
RA
STE
JAČ
INA
OK
SIDA
CIO
NO
G SR
ED
STV
A
RA
STE
JAČ
INA
RE
DU
KC
ION
OG
SR
ED
STV
A
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
12
copy TMF 23
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Što je vrednost Eө pozitivnija primanje elektrona je lakše rarr jače oksidaciono sredstvo
F2(g) + 2endash 2Fndash(aq) Eө = 287 V F2 je jako oksidaciono sredstvo
Li+(aq) + endash Li(s) Eө = ndash304 V Li+ je slabo oksidaciono sredstvo
(Fndash je slabo redukciono sredstvo)
(Li je jako redukciono sredstvo)
Što je vrednost Eө negativnija primanje elektrona je teže rarr jače redukciono sredstvo
copy TMF 24
MnO4ndash + endash MnO4
2ndash Eө = 056 V
OKSIDACIONA I REDUKCIONA SPOSOBNOST
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
[Zn(OH)4]2ndash + 2endash Zn(s) + 4OHndash Eө = ndash128 V
uticaj pH uticaj pH
bull U kiseloj sredini je izraženija oksidaciona sposobnost
MnO4ndash + 8H+ + 5endash Mn2+ + 4H2O Eө = 151 V kisela sredina
bazna sredina
bull U baznoj sredini je izraženija redukciona sposobnost
Zn2+ + 2endash Zn(s) Eө = ndash076 V kisela sredina
bazna sredina
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
13
copy TMF 25
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Eө V
Li+ + endash Li(s) ndash304
Na+ + endash Na(s) ndash271
Mg2+ + 2endash Mg(s) ndash236
Al3+ + 3endash Al(s) ndash168
Zn2+ + 2endash Zn(s) ndash076
Fe2+ + 2endash Fe(s) ndash044
2H+ + 2endash H2(g) 0
Cu2+ + 2endash Cu(s) +034
Ag+ + endash Ag(s) +080
Au3+ + 3endash Au(s) +152
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAu
E ө V
H2
0
copy TMF 26
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metalibull reaktivnibull dobra redukciona sredstvabull lako se oksidujubull brzo korodirajubull reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Plemeniti metalibull slabo reaktivnibull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
opada redukciona sposobnost
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
14
copy TMF 27
Da li srebro može da istisne cink
NAPONSKI NIZ METALA
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Cu(s) + 2AgNO3 rarr 2Ag(s) + Cu(NO3)2
Da li bakar može da redukuje Ag+-jon do srebra (istisne srebro)
DA egrave Cu je jače redukciono sredstvo od srebra
NE egrave Ag je slabije redukciono sredstvo od cinkaCu + 2Ag+ rarr 2Ag + Cu2+
copy TMF 28
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
Elektromotorna sila predstavlja razliku potencijala dve polućelije (tj dve polureakcije) Izračunava se kao razlika standardnih elektrodnih potencijala oksidacionog i redukcionog
sredstva Eө = Eө
OS ndash EөRS
Zn rarr Zn2+ + 2endash
OSRS
Eө(ZnZn2+) = EөRS = ndash076 V
Eө(Cu2+Cu) = EөOS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 034 ndash (ndash076) = 11 V
Zn(s) + Cu2+(aq) rarr Zn2+(aq) + Cu(s)
Cu2+ + 2endash rarr Cu(s)OS
RS
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
15
copy TMF 29
MnO4ndash + 8H+ + 5endash rarr Mn2+ + 4H2O
Fe2+ rarr Fe3+ + endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
EөRS = 077 V
EөOS = 151 V
Fe2+ + MnO4ndash + H+ rarr Fe3+ + Mn2+ + H2O
OS
RS
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 151 ndash 077 = 074 V
5Fe2+ + MnO4ndash + 8H+ rarr 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5
Vrednosti Eө reakcije ne zavise od stehiometrijskih koeficijenata niti od broja razmenjenih elektrona
copy TMF 30
Cu(s) rarr Cu2+ + 2endash
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
OSRS
Eө(CuCu2+) = EөRS = 034 V
Eө = EөOS ndash Eө
RS = 000 ndash 034 = ndash034 V
Cu(s) + 2H+(aq) rarr Cu2+(aq) + H2(g)
OS
RS
Eө(SHE) = EөOS = 000 V2H+ + 2endash rarr H2(g)
Bakar ne reaguje sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika ne može da istisne vodonik jer je slabije redukciono sredstvo od vodonika
Eө lt 0 reakcija se ne odigrava pri standardnim uslovima (nije spontana)
lt 0
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama
16
copy TMF 31
IZRAČUNAVANJE ELEKTROMOTORNE SILE REAKCIJE
REAKCIJE OKSIDO-REDUKCIJE
plemeniti metalineplemeniti metali
LiNaMgAlZnFe CuAgAuH2
E ө V0
Neplemeniti metali Plemeniti metali
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(MgMg2+) == 000 ndash (ndash236) = 236 V gt 0
Koji metali reaguju sa razblaženim kiselinama uz istiskivanje vodonika
bull reaguju sa razblaženim kiselinama(tj sa H+-jonom uz istiskivanje H2)
Eө gt 0 reakcija se odigrava pri standardnim uslovima (spontana je)
Eө = Eө(SHE) ndash Eө(AgAg+) == 000 ndash 080 = ndash080 V lt 0
bull ne reaguju sa razblaženim kiselinama