Электродвижущая сила реакции

Рассмотрим, как термодинамически обосновать возможность реакции. При сливании растворов перманганата калия КМп0₄ и нитрита натрия NaN0₂ реакция пройдет, но неизвестно, насколько полно и каков будет выход продуктов.

Направление окислительно-восстановительной реакции определяется направлением самопроизвольного перехода электронов с одного электрода на другой. Электроны переходят с электрода, имеющего более высокую способность образовывать электроны, на тот электрод, который имеет меньшую способность. Электрод с более высокой способностью образовывать электроны имеет большее отрицательное или меньшее положительное значение потенциала, чем другой электрод, и первый электрод будет отдавать электроны второму электроду. В устаревшей отечественной литературе и в некоторой зарубежной используются другие правила написания уравнений, потенциалов и ЭДС.

Сделаем расчет для определения возможности реакции при стандартных условиях (концентрации всех участвующих в реакции веществ равны по 1 моль/л).

Из справочных данных находим значения Е:

Второй электрод имеет меньшее положительное значение потенциала; следовательно, он обладает более высокой способностью образовывать электроны и их отдавать. Поэтому второе уравнение перепишем в обратном направлении, не забыв сменить знак потенциала на противоположный. Просуммируем оба уравнения, умножив стехиометрические коэффициенты на такие множители, чтобы числа отданных и принятых электронов были равны:

Значения потенциалов на множители не умножаются!

Положительный знак ЭДС подтверждает, что перманганат-ион при стандартных условиях может окислить нитрит-ион с образованием нитрат-иона и двухзарядного иона марганца. Реакция проходит в кислотной среде, и если раствор подкислить серной кислотой, после испарения воды образуются кристаллические нитрат марганца и сульфат марганца (и в остатке серная кислота) в неопределенных соотношениях.

Поэтому полное молекульное уравнение не отражает количество продуктов реакции. Если значение ЭДС отрицательное, то это значит, что совершена ошибка или реакция в этом направлении не пойдет. Тогда следует ее переписать в обратном направлении, изменив знак ЭДС на противоположный.