ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
101
Величина константы равновесия показывает, что вы-
делились практически все ионы Ag
+
. Концентрацию Cu
2+
находим из уравнения
[Cu
2+
] = (1/2)⋅(0.050 - [Ag
+
]).
Поскольку реакция протекает почти количественно,
можно предположить, что [Ag
+
] мала, поэтому
[Cu
2+
] = (1/2) ⋅0.050 = 0.025 моль/л.
Подставляя найденную величину в выражение для
константы равновесия
0.025/[Ag
+
]
2
= 4.3⋅10
15
,
находим, что
[Ag
+
] = 2.4 ⋅10
-9
моль/л
[Cu
2+
] = (1/2)⋅ (0.050 - 2.4 ⋅10
-9
) = 0.025 моль/л.
III.2.8. Потенциометрическое определение
констант диссоциации, произведений рас-
творимости и констант устойчивости комплек-
сов
Было показано, что потенциал электрода определяет-
ся концентрациями веществ, участвующих в электродной
реакции. Таким образом, измерение потенциала полуреак-
ции часто является удобным способом определения концен-
траций. Одно из важнейших достоинств этого метода со-
стоит в том, что проведение измерений не оказывает замет-
ного влияния на равновесия, существующие в растворе. На-
пример, потенциал серебряного электрода, погруженного в
раствор цианидного комплекса серебра, зависит только от
активности ионов серебра. Специальный прибор позволяет
измерить потенциал практически в отсутствие тока. Таким
образом, в процессе измерения концентрация ионов сереб-
ра почти не изменится и состояние равновесия
Ag
+
+ 2CN
-
↔ Ag(CN)
2
-
102
также не нарушится.
Пример 1. Произведение растворимости малораство-
ри-мого соединения CuX
2
можно определить, насыщая
0.0100 М раствор NaX твердым CuX
2
. После достижения
равновесия этот раствор служит частью ячейки
Cu ¦ CuX
2
(нас.), NaX (0.0100 M) ¦¦ СВЭ
Положим, что потенциал этой ячейки, измеренный с
помощью медного электрода, служащего, как видно из
схемы, анодом, равен 0.0103 В. Далее запишем
Е
яч
= Е
катод
- Е
анод
,
0.0103 = 0.000 - (Е
0
Cu
2+
- 0.0591/2 lg (1/[Cu
2+
]),
0.0103 = -0.337 - 0.0591/2 lg[Cu
2+
].
Решая это уравнение, получим
[Cu
2+
] = 1.7⋅10
-12
моль/л.
Поскольку концентрация Х
-
равна 0.0100 моль/л, то
ПР = (1.7⋅10
-12
)(0.0100)
2
= 1.7⋅10
-16
Любую электродную систему, чувствительную к кон-
центрации ионов водорода в растворе, можно, по крайней
мере теоретически, применять для определения констант
диссоциации кислот и оснований. К этой категории отно-
сятся все полуэлементы, в которых участвуют ионы водо-
рода. Однако для решения этой задачи были использова-
ны только некоторые из них.
Пример 2.Рассчитайте константу диссоциации кисло-
ты НР, если потенциал ячейки
Pt, H (1 атм)¦ HP (0.010 M), NaP (0.030 M) ¦¦ СВЭ
равен 0.295 В.
Решение. Из схемы следует, что катодом служит стан-
дартный водородный электрод, т.е. Е
катод
= 0.000 В. Для
другой половины ячейки можно написать
2H
+
+ 2e ↔ H
2
(газ),
Е
анод
= 0.000 - (0.0591/2) lg (P
H2
/[H
+
]
2
)
Е
яч
= Е
катод
- Е
анод
,
0.295 = 0.000 - [0.000 - (0.0591/2) lg (P
H2
/[H
+
]
2
) =
101 102
Величина константы равновесия показывает, что вы- также не нарушится.
делились практически все ионы Ag+. Концентрацию Cu2+ Пример 1. Произведение растворимости малораство-
находим из уравнения ри-мого соединения CuX2 можно определить, насыщая
[Cu2+] = (1/2)⋅(0.050 - [Ag+ ]). 0.0100 М раствор NaX твердым CuX2. После достижения
Поскольку реакция протекает почти количественно, равновесия этот раствор служит частью ячейки
можно предположить, что [Ag+] мала, поэтому Cu ¦ CuX2 (нас.), NaX (0.0100 M) ¦¦ СВЭ
[Cu2+] = (1/2) ⋅0.050 = 0.025 моль/л. Положим, что потенциал этой ячейки, измеренный с
Подставляя найденную величину в выражение для помощью медного электрода, служащего, как видно из
константы равновесия схемы, анодом, равен 0.0103 В. Далее запишем
0.025/[Ag+]2 = 4.3⋅10 15, Еяч = Екатод - Еанод,
находим, что 0.0103 = 0.000 - (Е0Cu2+ - 0.0591/2 lg (1/[Cu2+ ]),
[Ag+] = 2.4 ⋅10-9 моль/л 0.0103 = -0.337 - 0.0591/2 lg[Cu2+ ].
[Cu2+ ] = (1/2)⋅ (0.050 - 2.4 ⋅10-9) = 0.025 моль/л. Решая это уравнение, получим
[Cu2+ ] = 1.7⋅10-12 моль/л.
III.2.8. Потенциометрическое определение Поскольку концентрация Х- равна 0.0100 моль/л, то
ПР = (1.7⋅10-12 )(0.0100)2 = 1.7⋅10-16
констант диссоциации, произведений рас- Любую электродную систему, чувствительную к кон-
творимости и констант устойчивости комплек- центрации ионов водорода в растворе, можно, по крайней
сов мере теоретически, применять для определения констант
диссоциации кислот и оснований. К этой категории отно-
Было показано, что потенциал электрода определяет- сятся все полуэлементы, в которых участвуют ионы водо-
ся концентрациями веществ, участвующих в электродной рода. Однако для решения этой задачи были использова-
реакции. Таким образом, измерение потенциала полуреак- ны только некоторые из них.
ции часто является удобным способом определения концен- Пример 2.Рассчитайте константу диссоциации кисло-
траций. Одно из важнейших достоинств этого метода со- ты НР, если потенциал ячейки
стоит в том, что проведение измерений не оказывает замет- Pt, H (1 атм)¦ HP (0.010 M), NaP (0.030 M) ¦¦ СВЭ
ного влияния на равновесия, существующие в растворе. На- равен 0.295 В.
пример, потенциал серебряного электрода, погруженного в Решение. Из схемы следует, что катодом служит стан-
раствор цианидного комплекса серебра, зависит только от дартный водородный электрод, т.е. Екатод = 0.000 В. Для
активности ионов серебра. Специальный прибор позволяет другой половины ячейки можно написать
измерить потенциал практически в отсутствие тока. Таким 2H+ + 2e ↔ H2 (газ),
образом, в процессе измерения концентрация ионов сереб- Еанод = 0.000 - (0.0591/2) lg (PH2 /[H+]2 )
ра почти не изменится и состояние равновесия Еяч = Екатод - Еанод,
Ag+ + 2CN- ↔ Ag(CN)2- 0.295 = 0.000 - [0.000 - (0.0591/2) lg (PH2 /[H+]2) =
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- …
- следующая ›
- последняя »
