УРОВЕНЬ А. 1. Используя справочные значения изменений стандартных энергий Гиббса образования веществ, определить возможность самопроизвольного протекания реакции:

МЕТАЛЛЫ VIII ГРУППЫ

1. Используя справочные значения изменений стандартных энергий Гиббса образования веществ, определить возможность самопроизвольного протекания реакции:

OsО_4(к) +4Н_2(г) = Os_(к) + 4Н₂О_(ж) при стандартных условиях. Ответ мотивировать расчетом Δ_rG°(298K).

Дано: Уравнения химической реакции.

D_rG^o(298 K) -?

РЕШЕНИЕ:

Возможность самопроизвольного протекания реакции при 298К определяется знаком величины изменения энергии Гиббса для данной реакции:

если Δ_rG°(298 К) < 0, самопроизвольное протекание реакции при заданных условиях возможно;

если Δ_rG°(298 К) > 0, то при заданной температуре реакция невозможна._.

Значение Δ_rG°(298 К) определяем по первому следствию из закона Гесса:

D_rG^o(298 K) = [D_fG^o(298 K, Os_(к)) + 4D_fG^o(298 K, H₂O_(ж))] –

– [D_fG^o(298 K, OsO_4(к)) + 4D_fG^o(298 K, Н_2(г))]

	OsО4(к)	+ 4Н2 (г)	= Os(к)	+ 4 Н2О(ж)
DfG^o(298 K) кДж/моль	-302,5			4(-237,3)

Тогда:

Δ_rG°(298 К) = 4(-237,3) – (-302,5) = -646,7кДж.

Ответ: так как Δ_rG°(298 К) < 0, то самопроизвольное протекание реакции возможно.

2. Вычислить концентрацию ионов железа в 0,01М растворе K₃[Fe(CN)₆], содержащем, кроме того, 0,02 моль/л цианида калия. Константа нестойкости иона [Fe(CN)₆]^3- в водном растворе равна 1^.10^-31.

Дано: с=0,01 моль/л, с_KCN=0,02 моль/л, = 1^.10^-31  

[Fe³⁺] -?

РЕШЕНИЕ:

Первичная диссоциация комплексных солей протекает по типу диссоциации сильных электролитов:

K₃[Fe(CN)₆]=[Fe(CN)₆]^3-+3К⁺ (17.1)

Концентрация комплексного иона [Fe(CN)₆]^3- равна 0,01 моль/л, так как из одной молекулы комплексной соли образуется один комплексный ион.

Константа нестойкости комплексного иона [Fe(CN)₆]^3- характеризует следующий равновесный процесс:

[Fe(CN)₆]^3- <=>Fe³⁺ + 6CN^- (вторичная диссоциация) (17.2)

(17.3)

Присутствие цианида калия в растворе смещает равновесие диссо-циации комплексного иона (17.2) влево вследствие возрастания концентрации одноименного иона CN^-, образующегося при диссоциации KCN:

КCN = К⁺ + СN^-

После смещения равновесия устанавливается новое равновесие. Концентрацию Fe³⁺ в новом равновесии принимаем равной
х моль/л.

Общая равновесная концентрация [CN^-] равна сумме концентраций CN^-, образовавшихся при диссоциации КCN и [Fe(CN)₆]^3-:

[CN^-] = +

из [Fe(CN)₆]^3- из КCN

= 6х моль/л из [Fe(CN)₆]^3-

= ·α·= 0,02·1·1 = 0,02 моль/л,

из КCN

так как КCN сильный электролит, α=1, =1.

Тогда:

[CN^-] = (6х + 0,02) моль/л.

Вследствие малости х, принимаем: 6х + 0,02 ≈ 0,02 моль/л.

Таким образом, выражение (17.3) примет вид:

,

откуда х = [Fe³⁺] = 1,56·10^-23 моль/л

Ответ: [Fe³⁺] = 1,56·10^-23 моль/л.

3. Составить схемы электролиза и написать уравнения электродных процессов водных растворов солей: а) сульфата кобальта (II), б) хлорида палладия (II) (анод инертный). Какие продукты выделяются на аноде и катоде.

Дано: а)CoSO4, б) PdCl2. Анод инертный 1.Схема электролиза-? 2.Продукты электролиза-?

РЕШЕНИЕ   а) CoSO4= Co^2+ + SO4^2-, K(-) A(+) инертный Co^2+ + 2ē = Co SO4^2- 2H2O+2ē=H2+2OH^- 2H2O-4ē=O2+4H^+

На катоде выделяется Co и Н₂, на аноде выделяется О₂.

б) PdCl₂ = Pd²⁺ + 2Cl^-

K(-) A(+) инертный

Pd²⁺ + 2ē = Pd 2Cl ^- - 2ē = Cl₂

H₂O H₂O

На катоде выделяется Pd, на аноде выделяется Cl₂.

Дата добавления: 2014-10-15