Устройства, в которых энергия окислительно-восстановительных реакций превращается в электрическую, называются гальваническими элементами.
Всякий гальванический элемент состоит из двух электродов – металлов, погруженных в растворы электролитов; последние сообщаются друг с другом обычно через пористую перегородку. Электрод, на котором происходит процесс окисления, называется анодом; электрод, на котором осуществляется восстановление – катодом.
Схематически гальванический элемент, в основе работы которого лежит реакция
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu,
изображается следующим образом:
ZnZnSO4CuSO4Cu,
или в ионном виде:
ZnZn+2Cu+2Cu.
На электродах протекают следующие процессы:
анодный: Zn – 2е = Zn+2;
катодный: Cu+2 + 2е = Cu;
токообразующая реакция: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.
ЭДС (Е) элемента равна разности равновесных потенциалов положительного (Ек) и отрицательного (Еа) электродов:
Е = Ек - Еа.
Пример 1. Определите возможность протекания реакции в гальваническом элементе
Fe+Cd2+=Fe 2++Cd.
Используйте стандартные потенциалы и значение G0298.
Решение. Составим гальванический элемент, отвечающий этой реакции:
(–) FeFe 2+Cd2+Cd(+);
анодная реакция: Fe – 2е = Fe 2+;
катодная реакция: Cd2+ + 2е = Cd.
Пользуясь табл. 8, определим ЭДС гальванического элемента:
Е = Ек – Еа= –0,40 – ( –0,44) = 0,04 В.
Изменение величины энергии Гиббса связано с величиной ЭДС элемента соотношением G0298 = -nFЕ,
где n – число электронов, принимающих участие в реакции;
F – постоянная Фарадея, F= 96500 Кл/моль;
Е – ЭДС гальванического элемента.
G0298= – 2965000,04 = –7720 Дж .
Так как G0298 0 , данную реакцию можно осуществить в направлении слева направо
Несмотря на отсутствие принципиальной разницы между неорганическими и органическими веществами (законы химии едины в отношении любых химических объектов), последние обладают некоторыми особенностями, которые послужили причиной выделения органической химии в отдельную область химической науки.
вещества
Органические вещества
Нет ни одного химического элемента, который входил бы в состав всех неорганических веществ.
Составной частью всех органических веществ является углерод.
В образовании неорганических веществ участвуют практически все элементы периодической системы. Так, глина и вода, питьевая сода и поваренная соль, сульфиды и нитраты и т. д. образованы атомами разных элементов.
В образовании органических веществ, кроме углерода, принимают участие небольшое число элементов; в их состав всегда входит водород, часто кислород и азот, реже сера, фосфор, галогены. Например, многие известные вам вещества состоят всего лишь из двух элементов —
углерода и водорода (метан, пропан, бензин, нефть, парафин и др.); из трех элементов — углерода, водорода и кислорода (спирты, органические кислоты, углеводы, жиры и др.).
Количество неорганических соединений исчисляется тысячами (около 500 тысяч).
Число органических соединений исчисляется миллионами (известно более 20 млн.).
Основой развития неорганической химии является периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева.
Для органической химии основополагающей является теория химического строения А. М. Бутлерова, которая объясняет многообразие органических веществ, их свойства и превращения.
Некоторые элементы (сера, фосфор, кремний образовывать недлинные (4— 8 атомов) цепи из одинаковых атомов.
Атомы углерода соединяться друг с другом, образуя цепи практически неограниченной длины и разного строения — прямые, разветвленные, циклические. Это одна из причин многообразия органических веществ.
В неорганических веществах проявляются ионные или полярные ковалентные связи. Поэтому неорганические вещества:
преимущественно имеют немолекулярное строение;
твердые, с высокой температурой плавления;
растворимы в воде;
электролиты.
В молекулах органических веществ связь атомов углерода с атомами других элементов слабополярная, а между атомами углерода — неполярная. Поэтому органические вещества:
преимущественно имеют молекулярное строение;
газы, жидкости, твердые вещества с низкой температурой плавления;
нерастворимы или плохо растворимы в воде;
в большинстве своем — неэлектролиты.
Большинство неорганических веществ негорючи (не горят на воздухе).
Большинство органических веществ горючи (горят на воздухе).
Эффективные (частичные) заряды в неорганической химии обозначают целыми числами и называют степенями окисления:
+1 -1
H Cl
В органической химии эффективные (частичные) заряды, как правило, обозначают греческой буквой (дельта):
В неорганических соединениях (за некоторыми исключениями) валентность элемента равна его степени окисления. Например:
валентность магния II, степень окисления +2; валентность кислорода II, степень окисления —2; валентность серы VI, степень окисления +6.
В молекулах органических соединений валентность углерода часто не равна его степени окисления, последняя может принимать значения от —4 до +4. Например, в развернутой структурной формуле молекулы пропана:
-3СН3+ – -2СН2+ – -3СН3+
Из примера следует: валентность всех трех атомов углерода IV, а степень окисления крайних атомов —3, среднего равна —2.
Неорганические соединения являются основным материалом неживой природы.
Органические соединения являются основным материалом, из которого построены организмы растений и животных (живая природа).
Объяснение:
128г 160г
12.8г Х
Х=16 грам оксид медь