Электролитическая таблица. Электрохимические системы общая характеристика. Взаимодействие металлов с водой

Роман И. С. Тургенева «Отцы и дети» был написан в 1861 году и заслуженно считается одним из самых известных и ярких произведений великого русского писателя. Знаменитого романиста своей эпохи отличало уникальное умение распознавать героев своего времени, видеть их с первого взгляда, чувствовать отношение общества к этим героям и его настроение. Не исключением в этом отношении является и роман «Отцы и дети». В тот период времени, когда писался роман, в России отмечалось ожесточенное общественно-политическое противостояние между либерально настроенными дворянами и разночинцами-демократами. И те и другие прекрасно понимали, что в стране назрела необходимость проведения реформ, но обе стороны совсем по-разному видели эти реформы. Демократически настроенное молодое поколение выступало за коренные изменения в стране, в то время, как либералы видели решение проблем в проведении постепенных реформ. На почве этого в стране и произошел раскол, участниками которого стали демократично настроенная революционная молодежь и либеральная буржуазия. И. С. Тургеневу удалось достаточно верно и подробно рассмотреть процессы, происходящие в обществе и отразить их в своем произведении. В романе «Отцы и дети» писатель решил обратить свое внимание на начало политического противостояния – конец 50-х годов XIX столетия. Если быть более точным, то действие романа происходит в 1859 году. Главный герой этого выдающегося произведения русской литературы Базаров, вне всякого сомнения, является выдающейся личностью, которая вобрала в себя все лучшие черты прогрессивной молодежи. Он был образованным и отличался широкими познаниями в различных науках, он привык трудиться не покладая рук и не представляет своей жизни без труда, который позволяет ему быть самостоятельным и независимым. Несмотря на то, что иногда разговоры и поведение Базарова имели все признаки чрезмерного самолюбия и гордости, он является настоящим героем своего времени. В образе Базарова писатель объединил все наиболее значимые черты передовых людей середины XIX столетия, которые в большинстве своем были ярыми материалистами. Споры Базарова и Павла Петровича Кирсанова достаточно ярко выражают их взгляды на жизнь и сложившуюся в современном обществе политическую ситуацию. Основное направление всех их споров – это характеристика дворянства и обсуждение принципов аристократизма, отношение к искусству и нигилизму. По словам Павла Петровича, основная миссия в дальнейшем развитии страны возлагается на аристократов, в то время, как Базаров полностью отрицал те надежды, которые его оппонент возлагал на дворянство. Как известно, именно в спорах рождается истина, и, расписывая их во всех подробностях, автор предоставляет читателям возможность составить свое собственное мнение и определиться со своим отношением к героям романа. Уже с первых минут знакомства мы видим, что Базаров – достаточно сильная личность, что позволяет ему не отступать от своих принципов при любых обстоятельствах. Однако в дальнейшем автор подвергает героя своего времени серьезным испытаниям. После того, как Базарова охватывает чувство любви, он начинает понимать, что реальные жизненные обстоятельства намного сложнее всех его теорий. И поскольку герой все-таки не может потерпеть поражения даже в любви, чтобы избежать унижения, ему приходится оставить Анну Сергеевну в покое и уехать. Утратив весь смысл своей жизни, потеряв уверенность в справедливости своей теории, потерпев крах в любви, Базаров в конце романа умирает. Но, умирая, он еще раз показывает нам недюжинную силу своей натуры. Именно эта сила делает Базарова героем своего времени, человеком новой эпохи, о котором общество тогда и не помышляло, человеком, во многом нужным своей стране и своему народу. Он и сегодня необходим России как сильная личность, как человек, в котором живы все человеческие ценности и вековая мораль.

«Герой нашего времени» - так называется ныне знаменитый роман М.Ю.Лермонтова, опубликованный в 1840 году. Само название книги стало нарицательным. Конечно, слово «герой» не всегда надо понимать буквально. Героем называют не только того, кто воевал и совершил подвиги, не только военачальника или правителя. Герой – это еще и герой, т.е. центральный персонаж в литературном произведении, и типичный представитель своего поколения, который в жизни может и ничем особым себя не проявить.

В начале 60-х гг. XIX века был опубликован роман И.С.Тургенева «Отцы и дети». Произведение мало кого оставило равнодушным. Особенно жаркие споры разгорелись вокруг личности главного героя – Евгения Базарова. Мнения разделились: молодежь с восторгом узнавала в Базарове «своего», старшее поколение в массе своей негодовало и обвиняло Тургенева в клевете на себя. Сам писатель, таким образом, оказался как бы между двух огней. Он не мог симпатизировать Базарову во всем, но некоторые черты его характера вызывали искреннюю зависть. Герой словно сошел со страниц книги.

Что же позволяет говорить о Базарове как о герое своего времени? Во-первых, надо знать и помнить, что тогда было за время. А время было горячее! Отмена крепостного права, рост революционного движения, бурные успехи естественных наук.

Базаров – демократ с ног до головы. Он прост в обращении со слугами и крестьянами. Одевается как попало, как ему удобно. Выразительная деталь – его красная рука, видимо, никогда не знавшая перчаток. Он не аристократ и быть им не собирается. Таких людей называли тогда разночинцами. Их было немало, и они жаждали решительных действий.

Во-вторых, Базаров хоть и провозглашает себя нигилистом, т.е. человеком, не верящий ни во что, однако на самом деле ставит опыты над лягушками, работает, лечит людей. В работе для него заключен главный смысл его жизни.

В-третьих, слова у него не расходятся с делом. Он верен себе. В этом смысле Аркадий Кирсанов, Кукшина и Ситников – лишь жалкие пародии на нигилизм.

Базаров, несомненно, герой своего времени, только трагизм ситуации в том, что по-настоящему он еще не нужен этому времени. Вот почему Тургенев и обрек его на такую нелепую, но в контексте романа даже неизбежную смерть.

  • Можно ли считать героя рассказа И.А. Бунина «Господин из Сан-Франциско» типичным героем начала 20 века? - -
  • Можно ли утверждать, что главный герой рассказа А.П. Чехова «Дама с собачкой» меняется на протяжении повествования? - -
  • Что вкладывает А.П. Чехов в понятие «футлярности» жизни? (по рассказу «Человек в футляре») - -
  • Согласны ли вы с утверждением, что Петербург в изображении Ф.М. Достоевского - полноправный герой романа? - -
  • Можно ли назвать дружбой взаимоотношения Базарова и Аркадия? - -
  • Почему отношения Базарова и Одинцовой закончились трагически? (по роману И.С. Тургенева «Отцы и дети») - -

Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 12. ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

§ 12.5. Ряд стандартных электродных потенциалов

В средней школе вы изучаете электрохимический ряд напряжений металлов. Более точное название его - ряд стандартных электродных потенциалов металлов. Для некоторых металлов он приведен в табл. 12.1. Как же состоит такой ряд? Почему, например, натрий стоит в нем после кальция? Как этим рядом пользоваться?

Ответ на первый вопрос можно дать на основе уже изученного материала. При погружении любого металла в раствор электролита на границе раздела металл/раствор возникает разность потенциалов, которую называют электродным потенциалом или потенциалом электрода. Потенциал каждого электрода зависит от природы металла, концентрации его ионов в растворе и температуры.

Непосредственно измерить потенциал отдельного электрода невозможно. Поэтому электродные потенциалы измеряют относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого условно принимают за нуль при всех значениях температуры. Водородный электрод состоит из платино-

Рис. 12.3. Стандартный водородный электрод

ной пластинки, покрытой платиновой чернью (електролітично осадженою платиной), которая погруженная в раствор серной кислоты с концентрацией ионов водорода, что равна 1 моль/л и омывается струей газуватого водорода под давлением 101,325 кПа при 25°С (рис. 12.3).

Молекулярный водород, проходя сквозь раствор, растворяется и подходит к поверхности платины. На поверхности платины происходит расщепление молекул водорода на атомы и их адсорбция (закрепление на поверхности). Адсорбированные атомы водорода Н адс ионизируются:

Н адс - e - -> Н + ,

а ионы водорода, присоединяя электроны, переходят в адсорбированный состояние:

Н + + e - -> Н адс.

Полнее равновесие в водородном электроде выражается схемой:

2Н + + 2е - ⇆ 2 H a дс (Pt ) = Н 2 .

Среднюю часть этого равновесия конечно опускают, хотя следует иметь в виду, какую большую роль в установлении такого равновесного состояния играет платина.

Если теперь пластинку любого металла, погруженного в раствор его соли с концентрацией ионов металла 1 моль/л, соединить со стандартным водородным электродом, как показано на рис. 12.4, то образуется гальванический элемент (электрохимическая цепь), электродвижущую силу (сокращенно ЭДС) которого легко измерить. Эта ЭДС и называется стандартным электродным потенциалом данного электрода (обычно обозначается Е°). Итак, электродным потенциалом называют ЭДС гальванического элемента (электрохимической цепи), которая состоит из

Рис. 12.4. Гальванический цепь для измерения стандартного электродного потенциала металла:

1 - измеряемый электрод;

2 - потенциометр;

3 - стандартный водородный электрод;

4 - раствор хлорида калия

исследуемого электрода и стандартного водородного электрода.

Такая цепь показана на рис. 12.4. Электродный потенциал называют также окислительно-восстановительным потенциалом.

При обозначении электродных потенциалов Е и стандартных электродных потенциалов Е° принято у знаков ставить индекс, что соответствует системе, к которой принадлежит данный потенциал. Так, стандартный электродный потенциал системы 2Н + + 2е - ⇆ Н 2 обозначают Е°2Н+/Н 2, системы Li + + е - ⇆ Li - E ° Li +/ Li , а системы М nO - 4 + 8Н + + 5е - ⇆ Mn 2+ + 4Н 2 О пишут Е°М n О - 4 + 8Н+/M n 2 ++ 4Н 2 O .

Размещая металлы в порядке возрастания алгебраического значения их стандартных электродных потенциалов, получают ряд, представленный в табл. 12.1. В него могут быть включены и другие окислительно-восстановительные системы (в том числе неметаллические) соответственно до значений Е°, например E ° C l 2 /С l - = 1,36 В, Е° F 2 /2 F - = 2,87 В, Е° S / S 2- = -0,51 В и т. д. Ряд, представленный в табл. 12.1, можно рассматривать лишь как фрагмент из ряда стандартных электродных потенциалов окислительно-восстановительных систем в водных растворах при 25°С, составленный из важнейших металлов 1 . Исторически этом ряду предшествовал “витискуючий ряд” Г. М. Бекетова.

Символ Н g применяется к ртутного электрода, погруженного в раствор соли гідраргіруму (И), ион которого принято изображать в виде димера:

Н g 2+ 2 + 2е - = 2Н g .

Большинство стандартных электродных потенциалов можно определить экспериментально. Однако для щелочных и щелочноземельных металлов значение Е° рассчитывают только теоретически, так как эти металлы взаимодействуют с водой.

Ряд стандартных электродных потенциалов характеризует химические свойства металлов. Его применяют для выяснения, в какой последовательности восстанавливаются ионы при электролизе (§ 7.7), а также для описания других свойств металлов (§ 10.9 и 12.5).

1 В США принято противоположные знаки электродных потенциалов: наиболее положительный (+3,04 В) электрода Li + / Li и самый негативный (-2,87 В) системы F 2 /2 F - . Такой порядок отсчета можно увидеть и в американской учебной литературе, переведенной на русском языке.

Чем меньше алгебраическое значение потенциала, тем выше восстановительная способность этого металла и тем ниже окислительная способность его ионов.

Как следует из этого ряда, металлический литий - самый сильный восстановитель, а золото - самый слабый. И наоборот, ион золота Au - сильнейший окислитель, а ион лития Li + - самый слабый (в табл. 12.1 роста этих свойств указано стрелками).

Каждый металл в ряду стандартных электродных потенциалов имеет свойство вытеснять все последующие металлы из растворов их солей. Однако это не означает, что вытеснение будет обязательно происходить во всех случаях. Так, алюминий вытесняет медь из раствора хлорида купруму(II) СиС l 2 , но практически не вытесняет ее из раствора сульфата купруму(II) CuSO 4 . Это объясняется тем, что хлорид-ионы С l - значительно быстрее разрушают защитную поверхностную пленку на алюминии по сравнению с сульфат-ионами SO 2- .

Очень часто на основе ряда стандартных электродных потенциалов пишут уравнения реакций вытеснения металлов из растворов их солей более активными щелочными и лужноземельними металлами и естественно, ошибаются. В этом случае вытеснение металлов не происходит, поэтому что щелочные и щелочноземельные металлы сами реагируют с водой.

Все металлы, имеющие отрицательные значения стандартных электродных потенциалов, то есть стоящие в ряду до водорода, вытесняют водород из разбавленных кислот (типа НС l или H 2 SO 4 ) и при этом растворяются в них. Однако свинец в разбавленных растворах серной кислоты практически не растворяется. Происходит это потому, что на поверхности свинца сразу образуется защитный слой из малорозчинної соли сульфата свинца PbSO 4 , который нарушает контакт раствора с металлом. Металлы, стоящие в ряду после водорода, не вытесняют его из кислот.

Из приведенных примеров можно сделать вывод, что рядом стандартных электродных потенциалов следует пользоваться с учетом особенностей рассматриваемых процессов. Самое главное - надо иметь в виду, ряд стандартных электродных потенциалов можно применять только для водных растворов и что он характеризует химическую активность металлов только в окислительно-восстановительных реакциях, которые происходят в водной среде.

Натрий в ряду стандартных электродных потенциалов расположен после кальция Са: у него больше алгебраическое значение стандартного электродного потенциала.

ЭДС любого гальванического элемента можно вычислить по разности стандартных электродных потенциалов Е°. При этом следует иметь в виду, что ЭДС - всегда положительная величина. Поэтому от потенциала электрода, что имеет больше алгебраическое значение, нужно отнять потенциал электрода, алгебраическое значение которого меньше. Например, ЭДС медно-цинкового элемента при стандартных условиях составит 0,34 - (-0,76) = 1,1 В.


Ряд стандартных электродных потенциалов количественно характеризует восстановительную способность атомов металлов и окислительную способность их ионов.  

Ряд стандартных электродных потенциалов позволяет решать вопрос о направлении самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций. Как и в общем случае любой химической реакции, определяющим фактором служит здесь знак изменения изобарного потенциала реакции. Но это означает, что первая из этих систем будет выступать в качестве восстанови теля, а вторая - в качестве окислителя. При непосредственном взаимодействии веществ возможное направление реакции будет, конечно, таким же, как и при ее осуществлении в гальваническом элементе.  

Ряд стандартных электродных потенциалов позволяет решать вопрос о направлении самопроизвольного протекания окислительно-восстановительных реакций. Как и в общем случае любой химической реакции, определяющим фактором служит здесь знак изменения энергии Гиббса реакции. Но это означает, что первая из этих систем будет выступать в качестве восстановителя, а вторая - в качестве окислителя. При непосредственном взаимодействии веществ возможное направление реакции будет, конечно, таким же, как и при ее осуществлении в гальваническом элементе.  

Ряд стандартных электродных потенциалов характеризует х и-мические свойства металлов.  

Стандартный водородный электрод.| Гальваническая цепь для измерения стандартного электродного потенциала металла.  

Ряд стандартных электродных потенциалов характеризует химические свойства металлов. Он используется при рассмотрении последовательности разряда ионов при электролизе, а также при описании общих свойств металлов.  

Ряд стандартных электродных потенциалов позволяет решат вопрос о направлении самопроизвольного протекания окислителi нэ-восстановительных реакций. Как и в общем случае любо химической реакции, определяющим фактором служит здесь зна изменения изобарного потенциала реакции. Но это означает что первая из этих систем будет выступать в качестве восстанови теля, а вторая - в качестве окислителя. При непосредственном взаимодействии веществ возмож ное направление реакции будет, конечно, таким же, как и при е осуществлении в гальваническом элементе.  

Ряд стандартных электродных потенциалов характеризует химические свойства металлов. Он используется для определения последовательности разряда ионов при электролизе, а также для описания общих свойств металлов. При этом величины стандартных электродных потенциалов количественно характеризуют восстановительную способность металлов и окислительную способность их ионов.