Підготовка до ЗНО з хімії

рН середовища (концентрація катіонів гідроксонію Н₃О⁺) впливає на глибину зміни ступенів окиснення атомів.

Так, перманганат-іон MnO₄^– залежно від рН середовища може відновлюватись згідно схем:

Кисле середовище створюють за допомогою розведеної сульфатної кислоти H₂SO₄, оскільки нітратна HNO₃ є окисником, а хлоридна HCl – відновником.

Лужне середовище створюють за допомогою розчинів гідроксидів лужних і лужно-земельних металів NaOH, KOH, Ca(OH)₂ тощо.

Іншим прикладом впливу середовища на продукти ОВР є окиснення іона Сr³⁺:

Кількісно вплив рН середовища на проходження процесу за участю іонів H⁺ при стандартних умовах за схемою aOx + nе + mH⁺ ↔ bRed, описується рівнянням Нернста-Петерса:

Для прикладу розрахуємо, чи відбудеться процес, який описується напівреакцією MnO₄^– + 8H⁺ + 5е = Mn²⁺+ 4Н₂О при рН = 4.

У довіднику знаходимо значення Е⁰(MnO₄^–/Mn²⁺) = 1,52 В. Окиснена форма – іон MnO₄^–, відновлена – Mn²⁺. Концентрацію іонів Н⁺ обчислимо з рівняння [H⁺] = 10^–рН = 10^–4 моль/л. Рівноважні концентрації окисненої та відновленої форм однакові. Підставимо одержані значення у рівняння Нернста-Петерса:

, E = 1,015.

Отже, при даному значенні рН цей процес відбувається.

Аналогічні розрахунки можна проводити для процесів, що відбуваються за участю гідроксид-іонів ОН^–, при цьому слід враховувати співвідношення рН + рОН = 14 ([Н⁺][ОН^–] = 10^–14).