- •Пример 4
- •Пример 5
- •Пример 6
- •Пример 7
- •Пример 8
- •Пример 9
- •Пример 10
- •Пример 11
- •Пример 12
- •Пример 13
- •Пример 14
- •После введения некоторого количества протолита значение редокс-потенциала системы уменьшается:
- •Пример 15
- •Пример 16
- •Пример 17
- •Пример 18
- •Пример 19
- •Ответ: эдс гальванического элемента равна 0,118 в.
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Изучение зависимости редокс-потенциала от соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм
- •Изучение влияния лигандного окружения на редокс-потенциал
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Изучение влияния рН на редокс-потенциал.
- •Измерение рН растворов с помощью стеклянного электрода
Пример 9
Расчет отношения активностей окисленной и восстановленной форм
редокс-системы по известному значению редокс-потенциала
Редокс-потенциал системы, состоящей из платины, опущенной в раствор, содержащий смесь хлорида железа(П) и хлорида железа(Ш), при 298 К равен 0,783 В. Вычислите отношение концентраций ионов Fe3+ и Fe2+.
Решение. Число электронов, принимающих участие в редокс-процессе, определяется полуреакцией:
Fe3+ + ē = Fe 2+
ox red n =1
В соответствии с модифицированным уравнением Нернста (8.2):
с(Fe3+)
r = r 0 + 0,05911g
с(Fe 2+)
При температуре 298К значение множителя 2,303RT/ F равно 0,0591 В(табл. ).
Преобразуем данное выражение:
с(Fe3+) r - r 0
1g = ,
с(Fe 2+) 0,0591
где r 0(0,77 В) - значение стандартного потенциала редокс-ситемы Fe3+/Fe 2+(табл. ).
с(Fe3+) 0,783 –0,770
1g = = 0,220
с(Fe 2+) 0,0591
с(Fe3+)
= 10 0,220 = 1,66
с(Fe 2+)
Ответ: отношение концентраций ионов Fe3+ и Fe 2+ равно 1,66.
Пример 10
Расчет отношения активностей окисленной и восстановленной форм редокс-системы по известному изменению энергии Гиббса реакции
Изменение энергии Гиббса (298 К) реакции между двумя редокс-парами:
Mо(CN)63-/ Mо(CN)64- и Cr(CN)63-/Cr(CN)64-
равно –200 кДж/моль. Вычислите отношение активностей Mо(CN)63-/Mо(CN)64- для исходного состояния, если отношение активностей Cr(CN)63-/Cr(CN)64- в исходном состоянии было равно 5.
Решение. Запишем уравнение реакции между данными редокс-парами:
Mо(CN)63- + Cr(CN)64- Mo(CN)64- + Cr(CN)63-
ox1 red2 red1 ox2
n=1
В уравнение изотермы Вант-Гоффа (2.11)
а(ox2)а(red1)
G = G° + RTln ;
а(red2)а(ox1)
подставим
G° = - nE°F
и получим:
а(Cr(CN)63-)а(Mo(CN)64-)
G = -nE0F + RTln
а(Cr(CN)64-)а(Mо(CN)63-)
По определению стандартная ЭДС равна разности стандартных редокс-потенциалов:
Е° = r0(ox) - r0(red)
или
Е0 = r0(Mо(CN)63-/ Mо(CN)64- ) - r0(Cr(CN)63-/Cr(CN)64-) = 0,73 – (-1,28) = 2,01В
где r 0 (0,73 В) - значение стандартного потенциала редокс-системы
Мо(CN)63-/Мо(CN)64- , r0(-1,28В) - значение стандартного потенциала редокс-системыCr(CN)63-/(Cr(CN)64- (табл. ).
Рассчитаем отношение активностей Mо(CN)64-/Mo(CN)63-:
5а(Mo(CN)64-)
-200000 Дж/моль = -1 2,01 В 96480Кл/моль + 2478 ln
а(Mо(CN)63-)
5а(Mo(CN)64-)
-2,45 = ln
а(Mо(CN)63-)
а(Mo(CN)64-)
= 0,0172
а(Mо(CN)63-)
Тогда отношение активностей Mо(CN)63-/Mо(CN)64- = 1/0,0172 = 58,1
Ответ:58,1.