ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
91
= -0.403 - (0.0591/2)(+2.0)
Е = -0.462 В.
Знак потенциала определяет направление полуреак-
ции в элементе, составленном из кадмиевого и стандарт-
ного водородного электродов. Отрицательный знак потен-
циала указывает, что самопроизвольно протекает обратная
реакция:
Cd (тв.) + 2Н
+
↔ Cd
2+
+ Н
2
(газ).
Заметим, что найденный потенциал более отрицате-
лен, чем стандартный потенциал данной полуреакции. Из
закона действия масс следует, что при понижении концен-
трации ионов кадмия протекание полуреакции затрудняет-
ся.
Пример 2. Рассчитайте потенциал платинового элек-
трода, погруженного в 0.0100 М раствор KBr, насыщенный
Br
2
.
Решение. Рассмотрим полуреакцию
Br
2
(ж.) + 2е ↔ 2Br
-
, Е
0
= 1.065 В.
Обозначение (ж.) в уравнении указывает на то, что
водный раствор содержит избыток жидкого Br
2
. Таким об-
разом, суммарный процесс складывается из двух равнове-
сий:
Br
2
(ж.) ↔ Br
2
(нас.водн.раствор)
Br
2
(нас.водн.раствор) + 2е ↔ 2Br
-
Запишем уравнение Нернста для суммарного процес-
са:
E = 1.065 - (0.0591/2) lg(a
2
Br
-/1.00),
Активность жидкого брома постоянна и по опреде-
лению равна 1.00, поэтому
E = 1.065 - (0.0591/2) lg(0.0100)
2
=
= 1.065 - (0.0591/2) (-4.00)
Е = 1.183 В.
92
Пример 3. Рассчитайте потенциал платинового элек-
трода, погруженного в раствор, содержащий 0.0100 М KBr
и 0.001 M Br
2
.
Решение. В данном случае полуреакция, использован-
ная в предыдущем примере, неприменима, поскольку рас-
твор не насыщен Br
2
.
Br
2
(водн.) + 2е ↔ 2Br
-
,
Е
0
= 1.087 В (справочная величина)
Обозначение (водн.) указывает, что весь Br
2
находит-
ся в растворе. Таким образом, 1.087 В есть электродный
потенциал полуреакции, когда активности 2Br
-
и раствора
Br
2
равны 1.00 моль/л. Однако растворимость Br
2
в воде
при 25
0
С составляет всего 0.18 моль/л. Таким образом, по-
тенциал 1.087 В характеризует гипотетическую систему,
которую нельзя получить экспериментально. Тем не менее
этот потенциал полезен в том отношении, что он позволяет
найти потенциал в случае ненасыщенного раствора Br
2
:
E = 1.087-(0.0591/2) lg(0.01)
2
/0.001 =
= 1.087- (0.0591/2) lg 0.10 = 1.117 В.
Здесь активность Br
2
(0.001) меньше, чем в насыщен-
ном растворе Br
2
(1.00).
III.2.5.5. Электродные потенциалы в присутствии
реагентов, образующих малорастворимые
или комплексные соединения
Реагенты, взаимодействующие с участниками элек-
тродного процесса, оказывают заметное влияние на величи-
ну потенциала. Например, стандартный электродный по-
тенциал полуреакции
Ag
+
+ e ↔ Ag (тв.)
равен +0.799 В. Этот потенциал соответствует э.д.с. элемен-
та, составленного из серебряного электрода, погруженного
в раствор ионов серебра с активностью, равной единице, и
стандартного водородного электрода. Добавление к раство-
91 92
= -0.403 - (0.0591/2)(+2.0) Пример 3. Рассчитайте потенциал платинового элек-
Е = -0.462 В. трода, погруженного в раствор, содержащий 0.0100 М KBr
Знак потенциала определяет направление полуреак- и 0.001 M Br2.
ции в элементе, составленном из кадмиевого и стандарт- Решение. В данном случае полуреакция, использован-
ного водородного электродов. Отрицательный знак потен- ная в предыдущем примере, неприменима, поскольку рас-
циала указывает, что самопроизвольно протекает обратная твор не насыщен Br2.
реакция: Br2 (водн.) + 2е ↔ 2Br- ,
0
Cd (тв.) + 2Н+ ↔ Cd2+ + Н2 (газ). Е = 1.087 В (справочная величина)
Заметим, что найденный потенциал более отрицате- Обозначение (водн.) указывает, что весь Br2 находит-
лен, чем стандартный потенциал данной полуреакции. Из ся в растворе. Таким образом, 1.087 В есть электродный
закона действия масс следует, что при понижении концен- потенциал полуреакции, когда активности 2Br- и раствора
трации ионов кадмия протекание полуреакции затрудняет- Br2 равны 1.00 моль/л. Однако растворимость Br2 в воде
ся. при 250С составляет всего 0.18 моль/л. Таким образом, по-
Пример 2. Рассчитайте потенциал платинового элек- тенциал 1.087 В характеризует гипотетическую систему,
трода, погруженного в 0.0100 М раствор KBr, насыщенный которую нельзя получить экспериментально. Тем не менее
Br2. этот потенциал полезен в том отношении, что он позволяет
Решение. Рассмотрим полуреакцию найти потенциал в случае ненасыщенного раствора Br2:
Br2 (ж.) + 2е ↔ 2Br-, Е0 = 1.065 В. E = 1.087-(0.0591/2) lg(0.01)2/0.001 =
Обозначение (ж.) в уравнении указывает на то, что = 1.087- (0.0591/2) lg 0.10 = 1.117 В.
водный раствор содержит избыток жидкого Br2. Таким об- Здесь активность Br2 (0.001) меньше, чем в насыщен-
разом, суммарный процесс складывается из двух равнове- ном растворе Br2 (1.00).
сий:
Br2 (ж.) ↔ Br2 (нас.водн.раствор) III.2.5.5. Электродные потенциалы в присутствии
Br2 (нас.водн.раствор) + 2е ↔ 2Br- реагентов, образующих малорастворимые
Запишем уравнение Нернста для суммарного процес- или комплексные соединения
са: Реагенты, взаимодействующие с участниками элек-
E = 1.065 - (0.0591/2) lg(a2Br-/1.00), тродного процесса, оказывают заметное влияние на величи-
Активность жидкого брома постоянна и по опреде- ну потенциала. Например, стандартный электродный по-
лению равна 1.00, поэтому тенциал полуреакции
E = 1.065 - (0.0591/2) lg(0.0100)2 = Ag+ + e ↔ Ag (тв.)
= 1.065 - (0.0591/2) (-4.00) равен +0.799 В. Этот потенциал соответствует э.д.с. элемен-
Е = 1.183 В. та, составленного из серебряного электрода, погруженного
в раствор ионов серебра с активностью, равной единице, и
стандартного водородного электрода. Добавление к раство-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- …
- следующая ›
- последняя »
