ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Если в данную формулу (5.9) подставить числовые значе-
ния известных констант и от натуральных логарифмов перейти к
десятичным, то при Т=298 К получим:
[]
[]
Red
Ox
lg
059,0
0
n
EE
+= . (5.10)
Так, например, для полуреакции
OH4Mn5H8MnO
2
2-
4
+=++
++
e
[]
[
]
[]
[]
4
2
2
8
-
4
0
OHMn
HMnO
lg
5
059,0
⋅
⋅
+=
+
+
EE .
Так как концентрация OH
2
фактически не изменяется, то
уравнение окончательно примет вид:
[]
[
]
[]
+
+
⋅
+=
2
8
-
4
0
Mn
HMnO
lg
5
059,0
EE .
Таким образом, меняя концентрации веществ и влияя тем
самым на величину окислительно-восстановительного потенциа-
ла (5.1), можно вызывать протекание окислительно-
восстановительных реакций или, напротив, подавлять их за счет
смещения химического равновесия в нужном направлении.
Чем больше концентрация окисленной формы вещества,
тем больше значение его потенциала и, наоборот, при повышении
содержания в растворе восстановленной формы вещества значе-
ние его потенциала уменьшается.
Если концентрации окисленной и восстановленной форм
равны, то
0
E
E
= .
Пример 5. Определите, в какую сторону пойдет реакция
между диоксидом свинца и йодидом калия в кислой среде, если
концентрация веществ равна 1 моль/л.
Решение. Для решения задачи необходимо составить урав-
нение окислительно-восстановительной реакции. Для этого за-
пишем полуреакции окисления и восстановления в кислой среде
и определим коэффициенты так, чтобы число электронов, отда-
ваемых при окислении, было равно числу электронов, принимае-
мых при восстановлении:
124
O2HPb24HPbO
2
2
2
+→++
++
e 2 1
2
-1
J22J →− e
2 1
22
2
2
JO2HPbJ24HPbO ++→++
+−+
Согласно полученному ионному уравнению, запишем мо-
лекулярное:
O2HSOKJPbSOSO2H2KJPbO
24224422
+
+
+
→
+
+
.
Найдем ЭДС данной реакции, используя значения стан-
дартных окислительно-восстановительных потенциалов:
B68,1
0
PbPbO
2
2
+=
+
E
, а
B53,0
0
J2J
2
+=
−
E
.
Подставив данные величины в формулу для расчета ЭДС,
получим:
B15,153,068,1ЭДС
=
−
=
.
Реакция возможна, так как ЭДС положительная величи-
на.
Пример 6. Определить ЭДС элемента, образованного цин-
ковым электродом, опущенным в 0,1 М раствор
23
)Zn(NO , и
свинцовым электродом, опущенным в 5М раствор
23
)Pb(NO .
Решение. Для решения данной задачи нужно использовать
уравнение Нернста:
[
]
[]
Red
Ox
lg
059,0
0
n
EE +=
.
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы
равны:
B76,0
0
ZnZn
2
−=
+
E , а B126,0
0
PbPb
2
−=
+
E . Тогда
1,0lg
2
059,0
76,0
2
ZnZn
+−=
+
E =-0,789 В;
5lg
2
059,0
126,0
2
PbPb
+−=
+
E =-0,105 В.
Определим ЭДС элемента:
B684,0)789,0(126,0ЭДС
=
−
−
−
=
.
125
Если в данную формулу (5.9) подставить числовые значе- PbO 2 + 4H + + 2e → Pb 2+ + 2H 2 O 2 1
ния известных констант и от натуральных логарифмов перейти к
десятичным, то при Т=298 К получим: 2J -1 − 2e → J 2 2 1
0,059 [Ox ]
+ − 2+
PbO 2 + 4H + 2J → Pb + 2H 2 O + J 2
E = E0 + lg . (5.10)
n [Red] Согласно полученному ионному уравнению, запишем мо-
Так, например, для полуреакции лекулярное:
PbO 2 + 2KJ + 2H 2 SO 4 → PbSO 4 + J 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O .
MnO -4 + 8H + + 5e = Mn 2 + + 4H 2 O
Найдем ЭДС данной реакции, используя значения стан-
E=E + 0 0,059
lg
[ ][ ]
MnO -4 ⋅ H +
8
.
дартных окислительно-восстановительных потенциалов:
5 [ ]
Mn 2+ ⋅ [H 2 O]
4 0
E PbO Pb 2 +
2
= +1,68B , а E 2J0 − J = +0,53B .
2
Так как концентрация H 2 O фактически не изменяется, то Подставив данные величины в формулу для расчета ЭДС,
уравнение окончательно примет вид: получим:
ЭДС = 1,68 − 0,53 = 1,15B .
E=E + 0
lg
[
0,059 MnO -4 ⋅ H + ][ ] 8
Реакция возможна, так как ЭДС положительная величи-
5 Mn 2+ [ ] .
на.
Таким образом, меняя концентрации веществ и влияя тем Пример 6. Определить ЭДС элемента, образованного цин-
самым на величину окислительно-восстановительного потенциа- ковым электродом, опущенным в 0,1 М раствор Zn(NO3 ) 2 , и
ла (5.1), можно вызывать протекание окислительно-
восстановительных реакций или, напротив, подавлять их за счет свинцовым электродом, опущенным в 5М раствор Pb(NO 3 ) 2 .
смещения химического равновесия в нужном направлении. Решение. Для решения данной задачи нужно использовать
Чем больше концентрация окисленной формы вещества, уравнение Нернста:
тем больше значение его потенциала и, наоборот, при повышении 0,059 [Ox ]
E = E0 + lg .
содержания в растворе восстановленной формы вещества значе-
ние его потенциала уменьшается.
n [Red]
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы
Если концентрации окисленной и восстановленной форм
равны, то E = E 0 .
0
равны: E Zn Zn 2 +
= −0,76B , а E Pb
0
Pb 2 +
= −0,126B . Тогда
Пример 5. Определите, в какую сторону пойдет реакция 0,059
между диоксидом свинца и йодидом калия в кислой среде, если E Zn Zn 2 + = −0,76 + lg 0,1 =-0,789 В;
2
концентрация веществ равна 1 моль/л.
Решение. Для решения задачи необходимо составить урав- 0,059
E Pb Pb 2 + = −0,126 + lg 5 =-0,105 В.
нение окислительно-восстановительной реакции. Для этого за- 2
пишем полуреакции окисления и восстановления в кислой среде Определим ЭДС элемента:
и определим коэффициенты так, чтобы число электронов, отда- ЭДС = −0,126 − (−0,789) = 0,684B .
ваемых при окислении, было равно числу электронов, принимае-
мых при восстановлении:
124 125
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- …
- следующая ›
- последняя »
