ラティマー図

マンガンのラティマー図

化学元素のラティマー図は、その元素の標準電極電位データをまとめたものです。このタイプの図は、アメリカの化学者 ウェンデル・ミッチェル・ラティマー(1893–1955)にちなんで名付けられました。

工事

ラティマー図では、慣例的に酸化還元反応は還元(電子の獲得)の方向に示されるため、元素の最も酸化度の高い状態が左側に示され、右側に向かって酸化度の低い状態が順に示されます。各種は矢印で結ばれ、還元の標準電位(ボルト単位)の数値が各矢印に記されます。例えば、酸素の場合、種はO 2 (0)、H 2 O 2 (-1)、H 2 O (-2) の順になります。

O 2と H 2 O 2の間の矢印の値は +0.68 V で、これは反応の 標準電極電位を示しています。

O 2 ( g ) + 2 H + + 2 e ⇄ H 2 O 2 ( aq )

0.68ボルトです。

応用

ラティマー図は、元素に対する標準電極電位の簡潔な概要として、フロスト図の作成に使用できます。Δ r G o = -n F E oであるため、電極電位は特定の還元におけるギブスエネルギー変化を表します。ヘスの法則に従い、後続の還元(例:O 2からH 2 O 2、次にH 2 O 2からH 2 O)におけるギブスエネルギー変化の合計は、全体の還元(つまり、O 2からH 2 O)におけるギブスエネルギー変化と同じです。これを使用して、隣接していない種の電極電位を見つけることができ、フロスト図に必要なすべての情報が得られます。

標準還元電位は加算値ではないことを強調しておく必要があります。ラティマー図に示されるボルト単位の値に直接加算したり、減算したりすることはできません。必要に応じて、ギブス自由エネルギーの差を用いて計算する必要があります。最も簡単な方法は、ファラデー定数Fと負の符号によって式の両辺が簡略化されるため、電子ボルト(eV)で表されたエネルギー(nE)を直接使用することです。したがって、ボルト単位のEの値は、検討中の半反応で移動する電子数(n)を単純に掛け算するだけです。ファラデー定数は式から消える可能性があるため、ジュール単位の Δ r G o を計算する必要はありません。

ラティマー図を簡単に調べることで、与えられた電極電位条件下で、ある物質が溶液中で不均化するかどうかを知ることができます。物質の右側の電位が左側の電位よりも高い場合、その物質は不均化します。したがって、過酸化水素(H 2 O 2 )は不安定であり、 O 2およびH 2 O中で不均化します。

参照

参考文献