Потенциометрическими измерениями найдено, что потенциал серебряного электрода, опущенного в раствор, содержащий ионы Ag+, относительно стандартного водородного электрода оказался равным +0,622 В. Рассчитайте молярную концентрацию ионов серебра в растворе. Дано: Е(Ag+/Ag0) = +0,622 В. Найти: СМ(Ag+) — ?
Потенциал электрода вычисляют по уравнению Нернста:
E(Ag+/Ag0) = E0(Ag+/Ag0) + 0,059∙lgСМ(Ag+),
где E(Ag+/Ag0) – потенциал, измеренный в исследуемом растворе, 0,622 В;
E0(Ag+/Ag0) – стандартный электродный потенциал, равен 0,799 В;
СМ(Ag+) – молярная концентрация ионов серебра в растворе, моль/дм3.
Выразим из этого уравнения логарифм концентрации ионов серебра:
lgСМ(Ag+) = (E(Ag+/Ag0) – E0(Ag+/Ag0))/0,059;
lgСМ(Ag+) = (0,622 – 0,799)/0,059 = — 3;
СМ(Ag+) = 10-3 (моль/дм3).
Ответ: СМ(Ag+) = 10-3 моль/дм3.
Уравнение Нернста. Задачи на расчет потенциалов. Продукты в ОВР. Ч.5-2.
Библиотека Ирины Эланс, основана как общедоступная библиотека в интернете. Онлайн-библиотеке академических ресурсов от Ирины Эланс доверяют студенты со всей России.
Библиотека Ирины Эланс
Полное или частичное копирование материалов разрешается только с указанием активной ссылки на сайт:
Ирина Эланс открыла библиотеку в 2007 году.
Источник: student-files.ru
Чему равен потенциал серебряного электрода опущенного в раствор
По уравнению Нернста.
E = E 0 Me + (0,059 / z) * lg [Me z+ ].
0,622 = 0,799 + 0,059lg[Ag + ]
0,059lg[Ag + ] = — 0,177
lg[Ag + ] = — 3
[Ag + ] = 0,001 моль/л
2. Платиновый индикаторный электрод, опущенный в раствор, содержащий Fe(3+) и Fe(2+), использовали в паре с насыщенным каломельным электродом сравнения. Рассчитайте соотношение концентраций Fe(3+) и Fe(2+) в растворе, если известно, что разность потенциалов электродов равна +0,702 В. Eкал=0,246 В
Основы электрохимии
Индикаторный платиновый электрод — катод, насыщенный каломельный – анод. ЭДС = Ек – Еа, тогда потенциал катода равен:
Ек = 0,702 + 0,246 = 0,948 В.
По уравнению Нернста,
E = E 0 (Fe 3+ /Fe 2+ ) + 0,059lg <[Fe 3+ ]/[Fe 2+ ]>
0,948 = 0,771 + 0,059lg <[Fe 3+ ]/[Fe 2+ ]>
lg <[Fe 3+ ]/[Fe 2+ ]>= 3
<[Fe 3+ ]/[Fe 2+ ]>= 1000 = 1000/1.
Cоотношение Fe(III)/Fe(II) будет 1000:1.
3. Используя значения стандартных потенциалов, рассчитайте величину потенциалов электродов:
а) Pt/ TiO2(+) (0,02 M), Ti(3+) (0,1 M), H(+) (0,1 M)
б) Pt/ VO(+) (0,10 M), V(3+) (0,1 M), H(+) (3,0 M)
Здесь я не совсем понимаю, что делать.
4. Зная величину стандартного потенциала электрода Ag(+)/Ag, рассчитайте концентрацию Ag(+) и произведение растворимости бромида серебра, если электродный потенциал серебряного индикаторного электрода, опущенного в насыщенный раствор AgBr в паре со стандартным водородным электродом, равен +0,434 В
Ag + + e —> Ag, E 0 (Ag + /Ag) = — 0,799 В.
AgBr + e —> Ag + Br — , Е 0 (AgBr/Ag) = + 0,0713 В.
E 0 (Ag + /Ag) + Е 0 (AgBr/Ag) = — 0,7277 В
ΔЕ 0 = 0,059lgKs/z,
lgKs = — 0,7277/0,059 = — 12,334
Ks = 4,6*10 -13
E = E 0 Me + (0,059 / z) * lg [Me z+ ].
0,434= 0,799 + 0,059lg[Ag + ]
0,059lg[Ag + ] = — 0,365
lg[Ag + ] = — 6,2
[Ag + ] = 6,3*10^(-7) моль/л
5. В какой момент потенциометрического титрования железа (II) церием (IV) потенциал платинового индикаторного электрода равен :
E = E 0 + (0,059 / z) * lg [Ox/Red] логарифм должен быть равен нулю
E =EFe(3+), Fe(2+) Fe(II) оттитровано потенциометрически наполовину
Источник: chemistlab.ru
Окислительно – восстановительные потенциалы
Количественной характеристикой окислительной и восстановительной силы вещества являются окислительно-восстановительные потенциалы. Их стандартные величины, измеренные при 25°С в растворах с активностями всех компонентов полуреакций, равными 1, приводятся в справочной литературе. Примерами окислительно-восстановительных потенциалов в кислой (рН 0) и щелочной (рН 14) средах являются
Zn 2+ + 2e = Zn E° = -0,76B;
[Zn(OH)4] 2- + 2e = Zn + 4OH — E° = -1,22B;
Описание ОВР с помощью окислительно-восстановительных потенциалов – это термодинамическое описание
∆G°= -nF∆E°
где n- число электронов, которыми обмениваются окислитель и восстановитель в уравнении реакции; F–постоянная Фарадея 96500 Кл/моль; ∆E° = Е°окислитель – Е°восстановитель – разность потенциалов окислителя и восстановителя, В.
Поэтому в первом приближении можно считать, что если потенциал окислителя больше потенциала восстановителя, то реакция идет достаточно полно, а если меньше, то практически не идет.
Пример № 5
Можно ли с помощью Fe(NO3)3окислить HClдо Cl2?
Решение. Составим схему реакции
Fe 3+ + Cl — Fe 2+ + Cl2
В таблице окислительно-восстановительных потенциалов находим E°Cl2/Cl — = 1,36B; E°Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77B. Потенциал окислителя меньше потенциала восстановителя (∆E° = 0,77 – 1,36 = -0,59 В). Этой величине ∆E° соответствуют ∆G° = +57 кДж/моль. Следовательно, с помощью Fe 3+ окислить Cl — нельзя.
Пример № 6
Можно ли с помощью FeCl3окислить H2S до элементарной серы?
Решение. Составим схему реакции
Fe 3+ + H2S Fe 2+ + S + H +
находим окислительно-восстановительный потенциал E°Fe 3+ /Fe 2+ = 0,77B; E°S/H2S = 0,14B.
Потенциал окислителя больше потенциала восстановителя, следовательно, H2S окисляется хлоридом железа (III).
Задачи для самостоятельного решения.
1) Можно ли хлоридом олова (II) восстановить хлорид железа (III)?
2) Можно ли перманганатом калия окислить нитрат кобальта (II)в
3) В какой среде соединения железа (II) можно окислить йодом?
4) Какая кислота выполняет в реакции H2SeO3+ H2SO3функцию окислителя, а какая – восстановителя?
5) Можно ли восстановит сульфат железа (III) в сульфат железа (II) раствором H2SO3?
Гальванические элементы
Гальваническими элементами называют устройства, в которых химическая энергия окислительно-восстановительных процессов преобразуется в электрическую. Гальванический элемент состоит из двух электродов, погруженных в раствор.
Электродвижущая сила (э.д.с) равна разности двух электродных потенциалов. Если каждый из электродов гальванического элемента будет погружен в раствор своей соли с концентрацией ионов, равной 1 моль/л, то при 25°С э.д.с. будет равна разности стандартных потенциалов.
Пример № 7
Вычислите э.д.с. гальванического элемента из стандартных цинкового и оловянного электродов.
Решение. Табличное значение стандартного электродного потенциала цинка – 0,76 В, а олова -0,13 В.
Ответ: э.д.с. цинково-оловянного электрода 0,63 В.
Величину электродного потенциала в зависимости от активности ионов металла в растворе можно рассчитать по уравнению Нернста
где -равновесный электродный потенциал
— стандартный электродный потенциал
Пример № 8
Вычислите электродный потенциал цинка в растворе ZnCl2, в котором активность ионов Zn 2+ составляет 7·10 -2 .
Решение. По уравнению Нернста
Пример № 9
Вычислите э.д.с. серебрено-кадмиевого гальванического элемента, в котором активности серебра и кадмия равны соответственно 0,1 и 0,005.
Решение. Потенциалы отдельных электродов составляют
Отсюда э.д.с = 0,74-(-0,47) = 1,21 В.
Ответ: э.д.с = 0,74-(-0,47) = 1,21 В.
Гальванический элемент может быть сделан из двух одинаковых электродов, помещенных в растворы с различными активностями катиона. Металлический электрод, помещенный в более разбавленный раствор, выполняет функцию отрицательного, а помещенный в более концентрированный – положительного электрода. Такие гальванические элементы называют концентрационными.
Гальванические элементы и соответствующие им полуэлементы условно изображаются следующей записью
или в ионной форме
Одиночные вертикальные линии изображают границу металл – раствор, а двойная линия – границу между растворами электролитов.
Задачи для самостоятельного решения.
1) Рассчитайте чему равен потенциал цинкового электрода, опущенного в раствор с концентрацией сульфата цинка 0,001 М, Т = 298 К.
2) Рассчитайте величину потенциала окислительно-восстановительного электрода, если активыне концентрации хлорида железа (II) и хлорида железа (III) равны соответственно 0,05 М и 0,85 М. Т = 298 К.
3) Рассчитайте потенциал серебряного электрода в насыщенном растворе AgBr (Ks = 6·10 -13 ), содержащем, кроме того, 0,1 моль/лKBr (t = 25°C). (0,138 В)
4) Составьте схему гальванического элемента из медного и цинкового электродов, погруженных в 1 М растворы солей этих металлов. Рассчитайте э.д.с. этого элемента. Изменится ли э.д.с. если взять 0,001 М растворы солей? (не изменится)
5) Вычислите э.д.с. цепи при 298 К, состоящей из водородного и хлорсеребряного электродов, опущенных в буферный раствор, содержащий по 0,3 г уксусной кислоты и ацетата натрия в 0,5 л. Концентрация электролита в хлорсеребряном электроде сравнения равна 1 моль/л. (0,511 В)
6) Для измерения рН сока поджелудочной железы была составлена гальваническая цепь из водородного и каломельного (насыщенного) электродов. Измеренная при 30°Сэ.д.с. составила 707 мВ. Вычислите рН сока поджелудочной железы и приведите схему гальванического элемента. (рН 7,7)
7) Сопоставьте окислительно-восстановительные свойства пероксида водорода, которые он проявляет при взаимодействии с дихроматом калия и йодитом калия в кислой среде. Какие свойства для него более характерны по отношению к данным реагентам? (окислительные)
8) В каком направлении данная ОВР протекает самопроизвольно при с.у: H2SO4 + 2HCl = Cl2 + H2SO3 + H2O? Рассчитать э.д.с этой реакции. (1,14 В)
9) Вычислите ОВП для системы Co 3+ / Co 2+ . (1,899)
10) Определите какая реакция пойдет в первую очередь при добавлении Cl2 к смеси KBr и KI? Напишите уравнения реакций.
Глава 5. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций — Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем.
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ — На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона.
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях — Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента.
Схема построения базисных индексов — Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) — относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления.
Тема 11. Международное космическое право — Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию.
Источник: pdnr.ru