Вопрос школьника
Запишите уравнения реакций, описывающих получение оксида железа (II) и оксида железа (III) двумя способами, и рассмотрите ОВР.
Ответ от учителя
Оксид железа (II) и оксид железа (III) могут быть получены двумя способами:
1. Получение оксида железа (II):
Fe + H2O → FeO + H2
2. Получение оксида железа (III):
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
В обоих реакциях железо окисляется, т.е. теряет электроны, а кислород восстанавливается, т.е. получает электроны. Поэтому окислительно-восстановительный потенциал (ОВР) для обоих реакций будет положительным.
ОВР для первой реакции можно вычислить, используя таблицу стандартных электродных потенциалов:
Fe2+(aq) + 2e- → Fe(s) E° = -0.44 В
H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq) E° = -0.83 В
Суммируя эти реакции, получаем:
Fe2+(aq) + H2O(l) → FeO(s) + 2OH-(aq) E° = -1.27 В
Таким образом, ОВР для первой реакции составляет -1.27 В.
ОВР для второй реакции можно вычислить, используя ту же таблицу:
Fe3+(aq) + e- → Fe2+(aq) E° = 0.77 В
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- → 2H2O(l) E° = 1.23 В
Суммируя эти реакции, получаем:
4Fe3+(aq) + 3O2(g) + 12H+(aq) → 2Fe2O3(s) + 6H2O(l) E° = 1.68 В
Таким образом, ОВР для второй реакции составляет 1.68 В.
Из полученных значений ОВР можно сделать вывод, что вторая реакция происходит более легко, чем первая, т.к. ОВР для нее больше. Это означает, что для получения оксида железа (III) потребуется меньше энергии, чем для получения оксида железа (II).
