Установите соответствие. Задача1. Рассчитать величину О-В потенциала электрода Pt/ Fe3+, Fe2+, если при 25 0 С

Типовые задачи

Задача1. Рассчитать величину О-В потенциала электрода Pt/ Fe³⁺, Fe²⁺, если при 25 ⁰ С

а (Fe³⁺) = 0,04 моль/дм³; а (Fe²⁺) = 0,012 моль/дм³. Е⁰ (Fe³⁺/ Fe²⁺) = + 0, 77 В (см. Приложение 3.5.)

Решение:

Е (Fe³⁺/ Fe²⁺) = Е⁰ (Fe³⁺/ Fe²⁺) + 0,059 ·1g [Fe³⁺] / [Fe²⁺]

Е (Fe³⁺/ Fe²⁺) = Е⁰ (Fe³⁺/ Fe²⁺) + 0,059 ·lg 0,04 / 0,012 = 0,77 + 0,059·0,52 = 0,77+0,03 = 0,8 B

Ответ: Е (Fe³⁺/ Fe²⁺) = 0,8 В

Задача 2. Электродный потенциал системы Со³⁺ + 1 е ↔ Со²⁺ равен Е (Co³⁺/Co²⁺) = +1,7 В при Т =298 К. Определите величину соотношения концентраций [Со ³⁺]/[Со²⁺], если Е⁰ (Co³⁺/Co²⁺) = +1,81 В (см. Приложение 3.5.).

Решение:

Е (Co³⁺/Co²⁺) = Е⁰ (Co³⁺/Co²⁺) + 0,059·1g [Со³⁺] / [Со²⁺]

Подставим значения:

1,7 = 1,81 + 0,059 ·1g [Со³⁺] / [Со²⁺]

1,7 – 1,81 = 0,059 ·1g [Со³⁺] / [Со²⁺]

– 0,1 = 0,059 ·1g [Со ³⁺] / [Со²⁺]

1g [Со³⁺] / [Со ²⁺] = -0,11 / 0,059 = – 1,86

[Со³⁺] / [Со²⁺] = 10 ^–1,86 = 0,014

Ответ: соотношение концентраций [Со³⁺] / [Со²⁺] = 0,014

Задача 3. Определить концентрацию ионов Sn⁴⁺ в растворе, содержащем 0,05 моль ионов Sn²⁺, если Е (Sn⁴⁺/Sn²⁺) = 0,21 В, Е⁰ (Sn⁴⁺/ Sn²⁺) = 0,15 В.

Решение:

Е (Sn⁴⁺/Sn²⁺) = Е⁰ (Sn⁴⁺/Sn²⁺) + 0,0295 lg [Sn⁴⁺] / [ Sn²⁺]

0,21 = 0,15 + 0,0295 · lg [Sn⁴⁺] / 0,05

0,21 – 0,15 = 0,0295 · lg [Sn⁴⁺] / 0,05

lg [Sn⁴⁺] / 0,05 = 2,03

[Sn⁴⁺] / 0,05 = 10 ^2,03

[Sn⁴⁺] / 0,05 = 107,15

[Sn⁴⁺] = 5,36 моль/дм³

Ответ: [Sn⁴⁺] = 5,36 моль/дм³

Тестовые задания для самоконтроля

Выберите правильный вариант ответа

01. РЕАКЦИЯ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ

1) Ca₃(PO₄)₂ + 3SiO₂ + 5C = 3CaSiO₃ + 2P + 5CO

2) СaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O

3) 2NO₂+H₅IO₆ = 2 HNO₃ + HIO₃+H₂O

4) Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

02. ПРИ КОНТАКТЕ О/В СИСТЕМ:

Cd²⁺+ 2 ē↔ Cd⁰ ; Е⁰ (Cd²⁺/Cd⁰) = – 0,403 В

Cu⁺ + ē ↔Cu⁰; Е⁰ (Cu⁺/Cu⁰) = + 0,521 В ОКИСЛИТЕЛЕМ ЯВЛЯЕТСЯ

1) Cd²⁺

2) Cd⁰

3) Cu⁺

4) Cu⁰

03. НАИБОЛЕЕ СИЛЬНЫЕ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПРОЯВЛЯЕТ СИСТЕМА

1) Сu²⁺ + е ↔Сu⁺ Е⁰ = 0,54В

2) Cr³⁺ + е ↔ Cr ²⁺ Е⁰ = – 0,41В

3) I₂ + 2е ↔2 I^– Е⁰ = 0,53В

4) Н₂О₂ + 2Н⁺ +2е ↔ 2Н₂О Е⁰ = 1,77В

04.СРЕДИ ПРИВЕДЕННЫХ ЭЛЕКТРОДОВ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМИ ЯВЛЯЮТСЯ

а) Pt|Co³⁺, Co²⁺ б) Fe|Fe²⁺ в) Ag⁺|Ag г) Cu|Cu²⁺ д) Pt|Cu²⁺,Cu⁺

1) б, в, г

2) а, д

3) г, д

4) а, б, в, г, д

05. СЛОЖНОЙ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМОЙ ЯВЛЯЕТСЯ

1) Сu²⁺ +е ↔Сu⁺ Е⁰ = 0,54В

2) Cr ³⁺ +е ↔ Cr ²⁺ Е⁰= – 0,41В

3) I₂ +2е ↔2 I^– Е⁰ = 0,53В

4) Н₂О₂ +2Н⁺ +2е ↔ 2Н₂О Е⁰ = 1,77В

06. МЕЖДУ ФОРМУЛОЙ ВЕЩЕСТВА И КОЭФФИЦИЕНТОМ ПЕРЕД НЕЙ В УРАВНЕНИИ РЕАКЦИИ: NO₂ + P N₂ + P₂O₅

ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА КОЭФФИЦИЕНТ

А) NO₂ 1) 10

Б) P 2) 4

В) N₂ 3) 5

Г) P₂O₅ 4) 8

Контрольные задания

07. Рассчитайте величину о/в потенциала при температуре 25 ⁰С для системы Со³⁺/Со²⁺, если Е⁰(Со³⁺/Со²⁺) = + 1,84 В, а (Со³⁺) = 0,001 моль/дм³, а (Со²⁺) = 0,01 моль/дм³.

08. Рассчитайте величину о/в потенциала для о/в электрода Fe⁺³/Fe⁺², если при Т = 298 К активные концентрации ионов Fe⁺³ и Fe⁺² соответственно составляют 0,02 моль·дм^{– 3} и 0,006 моль·дм^{– 3}; Е⁰ (Fe⁺³/ Fe⁺²) = +0,77 В.

09. Даны о/в системы

а) SO₄^2– + H₂O + 2ē ↔ SO₃^2– + 2OH^-; Е⁰SO₄^2–/ SO₃^2– = – 0,93 В

б) MnО₄^– + 4H⁺ + 3ē ↔ MnO₂ + 2 H₂O; Е⁰MnO₄^–/ MnO₂ = + 1,695 В

Составить схему гальванического элемента на основе данных о-в систем. Привести уравнение о/в реакции элемента, рассчитать ЭДС цепи.

10. Составьте уравнения реакций диспропорционирования с участием следующих веществ: а) пероксида водорода; б) хлора; в) серы.

11. Из заданных о/в систем (приложение 3.5.) составить гальваническую цепь, рассчитать ЭДС цепи и написать ионное уравнение суммарного о/в процесса:

1) 10 и 13; 2) 1 и 18; 3) 5 и 14.

Литература

1. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для вузов / Ю. А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. – 5-е изд., стер. – М.: Высш.шк., 2005. – С. 479 – 484.

2. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. пособие для студентов медицинских спец. вузов / Ю.А. Ершов, А.М. Кононов, С.А. Пузаков и др.; Под ред. Ю.А. Ершова, В.А. Попкова. – М.: Высш. шк., 2008. – С.179-189.

Дата добавления: 2014-11-20