Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Расчет окислительно-восстановительного потенциала




Окислительно-восстановительных реакций

Расчет констант равновесия

Пример 10 поможет Вам при решении задач № 101–125.

Пример 10. Вычислить константу равновесия окислительно-восстановительной реакции + + H+ = Mn2+ + + H2O и сделать вывод о ее направлении.

Решение. Запишем уравнения полуреакций:

 

+ 8H+ + 5ē = Mn2+ + 4H2O

+ H2O – 2ē = + 2H+

Запишем суммарное уравнение:

2 + 5 + 16H+ = 2Mn2+ +5 + 8H2O

Находим по таблице [3] стандартные окислительно–восстановительные потенциалы: = +1,51 В, =

= + 0,17 В. Число электронов, участвующих в реакции, n = 2 ∙ 5 =10.

Рассчитаем константу равновесия:

lg K = ΔE ∙ n/0,059 = (1,51 – 0,17) ∙ 10 / 0,059 =231,0,

K = 10231>> 1.

Следовательно, реакция будет протекать в прямом направлении.

 

Последовательность действий, необходимых для решения задач № 126–135, приведена в методических указаниях [1].

Пример 11 поможет Вам при решении задач № 126–135.

Пример 11. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал, если к 15,0 мл 0,20 М раствора KMnO4 добавили 50,0 мл 0,10 М раствора Na2SO3 при рН = 1.

Решение. При смешении растворов протекает реакция (см. пример 10). Потенциал раствора после смешения будет определяться веществом, которое находится в избытке. Рассчитаем количество вещества (моль-экв) в обоих растворах:

n(1/5KMnO4) = 15,0 ∙ 10–3∙ 0,20 ∙ 5= 15,0 ∙ 10–3 моль-экв;

n(1/2Na2SO3) = 50,0 ∙ 10–3 ∙ 0,10 ∙ 2 = 10,0 ∙ 10–3 моль-экв.

В избытке находится KMnO4. После протекания реакции в растворе будет содержаться

n(1/5 ) = 15,0 ∙ 10–3 – 10,0 ∙ 10–3 =5,0 ∙ 10–3моль-экв →

n() = 1,0 ∙ 10–3моль.

n(1/5 Mn2+) = 10,0 ∙ 10–3 моль-экв → n(Mn2+) =2,0 ∙ 10–3моль.

Объем раствора после смешения составит 15,0 + 50,0 = 65,0 мл = = 65 ∙ 10–3 л.

Рассчитаем концентрации ионов:

С() =1,0 ∙ 10–3/65 ∙ 10–3 = 0,0154 моль/л.

С(Mn2+) =2,0 ∙ 10–3/65 ∙ 10–3 = 0,0308 моль/л.

C(H+) = 10pH = 10–1 = 0,1 моль/л.

Рассчитаем окислительно–восстановительный потенциал раствора:

E = + 0,059/5 ∙ lg () =

= 1,51 + 0,059/5 ∙ lg(0,0154 ∙ (0,1)8/ 0,0308) = 1,49 В.

 

Особенностью задач № 136–142 является наличие конкурирующих реакций окисления-восстановления и осаждения, поэтому при расчете окислительно-восстановительных потенциалов учитывается ПР малорастворимого соединения. Кроме того, ионы Cu2+,Cu+ и Ag+ образуют с ионами SCN, Cl, Br и I не только малорастворимые, но и комплексные соединения, что иногда вызывает трудности у студентов. По условиям задач № 136–142 концентрация анионов достаточно мала, и равновесие комплексообразования практически не влияет на концентрации катионов. Поэтому учитывать комплексообразование в этих задачах не нужно. Однако при желании Вы можете провести расчеты с учетом конкурирующей реакции комплексообразования. Примеры таких расчетов Вы найдете в литературе [4].

Пример 12 поможет Вам при решении задач № 136–142.

Пример 12. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал пары /Hg в присутствии ионов Cl, приняв концентрацию ионов Cl равной 0,1 моль/л.

Решение. В присутствии ионов Cl в растворе образуется малорастворимое соединение Hg2Cl2. Полуреакцию Hg2Cl2 + 2e = 2Hg +

+ 2Cl можно представить как сочетание реакций окисления-восстановления и осаждения:

+ 2ē = 2Hg

+ 2 Cl = Hg2Cl2

Найдем по справочнику [3] = 0,792 В, =

=1,3∙10–18.

Равновесная концентрация ионов ртути (I) определяется как растворимость Hg2Cl2 при [Cl] = 0,1 моль/л и составляет:

С() = / [Cl]2 = 1,3 ∙ 10–18/(0,1)2 =1,3 ∙ 10–16 моль/л.

Отсюда

= 0,792 + 0,059/2 ∙ lg 1,3 ∙ 10–16 = 0,323 В.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-07; Просмотров: 8570; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.008 сек.