Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу - страница 9

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 

=   Я   ок     Е   відн )  ^ .        к        10 0,059

1ё лрівн.                   0 059              ' рівн.

 

Приклад 5. Визначте константу рівноваги редокс-реакції:

Sn2+ + 2Fe3+ =  Sn4+ + 2Fe2+

Розв язання : Знаходимо Е0 для пар Fe3+/Fe2+ та Sn4+/Sn2+:

Е0 Fe3+/Fe2+ = 0,77 B; Е0 Sn4+/Sn2+ = 0,15 B  і z= 2

Підставляємо значення цих величин:

l               = 0ок Е0від)' z = (0,77 — 0,15)' 2 » 21

g   рівн.                   0,059                          0,059 ,

звідки:  Крін = 1021

 

Константа рівноваги Крівн > 1, реакція проходить зліва направо.

У стані рівноваги добуток концентрацій Sn4+ і Fe2+ у 1021 раз переви-

2+ 3+

щує добуток концентрацій Sn і Fe . Константа рівноваги показує, що реакція між Sn2+ і Fe3+ буде відбуватися поки, у розчині концентрація даних іонів не

21

стане менша у 10 рази, ніж концентрація продуктів реакції. Таким чином, дана реакція незворотня і відбувається практично до кінця.

Приклад 6. Чи будуть розчинятися CuS та HgS у розведеній HNO3 кислоті? (ДР-cus = 3,2-10-37, ДР-HgS = 4,010-53)

Розв язання : Виходячи із значень констант рівноваги, можна передбачити ймовірність окиснення та розчинення CuS та HgS у розведеній HNO3   кислоті.   Знайдемо   константу  рівноваги  для  реакції розчинення

CuS у HNO3:

 

3CuS + 8HNO3   в  3S + 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O або у іонно-молекулярному вигляді:

3CuS + 2NO3- + 8H+ «  3S + 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Знаходимо окисно-відновні потенціали для пар NO3-/NO та CuS/S0 (S2-/S0):

NO3- + 4H+ +3e- ^ NO + 2H2O Е0 NO3-/ NO = 0,96 В S2- -2e- ^ S0

0 2

Потенціал редокс-пари    S /S - визначають за рівнянням Нернста з

2-

урахуванням добутку розчинності CuS, тому, що одна із форм пари (S -) входить до складу важко розчиненої сполуки CuS.

ДР-cus = [Cu2+] [S2-] = 3,2-10-37Можна вважати, що концентрація йонів S2- над осадом CuS дорівнює добутку розчинності CuS. Концентрацію окислюваної форми сульфуру (S0) -елементарної сірки, як твердої речовини, згідно з законом діючих мас не враховуємо.

Підставляємо знайдені значення у формулу Нернста для визначення потенціалу відновника, якщо Е0 s0/s2- = - 0,51 В :

Е S0/S2- = Е0 S0/S2- + 0,059 lg —2- = -0,51 + 0,059 lg------------------ l—— = +0,60B

2    &[S2- ]                         2    6 3,2 ■ 10-37

З рівняння реакції між CuS і HNO3 видно, що загальне число відданих електронів відновником CuS і приєднаних окисником HNO3 дорівнює 6. Знаходимо константу рівноваги:

.           (E0ок - Е0вд )■ z   (0,96 - 0,60) ■ 6                             . 36

lg К   = ^------------------- 1— = ^----------- —'-— = 36,0, звідки Крівн = 1036

рівн.                  0,059                          0,059 р

Значення Крівн > 1 і дуже велике, вказує на те, що рівновага цієї реакції

майже повністю зміщена вправо, а тому CuS добре розчиняється у розведеній HNO3.

Ймовірність окиснення і розчинення HgS у розведеній нітратній кислоті визначають аналогічно окисненню CuS, згідно рівняння реакції:

3HgS + 8HNO3   ^ 3S + 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Константу рівноваги для зазначеної реакції визначають згідно формули :

lg кріт =(E 0ок - Е°вд )z = (0,96 -1,04)^6 = -8,0   звідси Кріт =10-8
рівн.        0,059                                    0,05^ р

Значення Крівн < 1 і дуже мале. Це говорить про те, що реакція практично

повністю зміщена вліво, тобто HgS практично нерозчинний у розведеній нітратній кислоті.

 

Запитання, задачі, вправи

1.      Як можна кількісно оцінити окисно-відновні властивості речовин?

2.      Які фактори впливають на величину електродного потенціалу?

3.      Як  можна   експериментально   визначити   стандартний електродний потенціал?

4.      Який фізичний зміст окисно-відновної напівреакції?

5.      Як можна встановити напрям окисно-відновного процесу?

6.      Як можна розрахувати константу рівноваги окисно-відновної реакції?

7.      В яких випадках рН середовища впливає на величину «реального електродного потенціалу напівреакції»?

Наведіть приклади хімічних сполук, які в різних реакціях виступають в одних випадках як окисник, а в других - як відновник.9. Чи буде взаємодіяти натрій сульфіт Na2S03 з Hg2Cl2 і в якому напрямку? 10.Чи буде відбуватися реакція між SnCl2 і FeCl3, SnCl2 і бромною водою?

Написати рівняння редокс-реакцій. 11 .Як буде відбуватися реакція взаємодії редокс-пар Mn02/Mn2+ і N03-/N0?

Написати рівняння реакцій та визначити ЕРС елемента. 12.3 якими солями (KCl, KBr і KF) і в якому середовищі буде реагувати

NaN02 у водному розчині? 13.Визначити напрямок реакції Cr2072- + 6Cl- +   14H+ :5=t 2Cr3+ + 3Cl2 +

7H20, при концентраціях: [Cl-] = 2 моль/л, [Cl2] = 10-4 моль/л, [Cr2072-] =

1 моль/л, [Cr3+] = 0,001 моль/л, [Н+] = 1 моль/л. 14.Визначити напрямок реакції 6KBr + КІ03 + 3H2S04 :s=*i 2Br2 + КІ +

3K2S04 + 3H20, при концентраціях: [KBr] = 0,1 моль/л, [Br2] = 1 моль/л,

[КІ] = 0,1моль/л, [КІ03] = 0,001 моль/л, рН = 1. 15.Чи можна окиснити Cr2(S04)3 нітратною кислотою HN03 до H2Cr207 ? 16.Чи можна окиснити Cr2(S04)3 до Cr2072- дією (NH4)2S208? 17.Визначити редокс-потенціал пари Br2/2Br - при [Br2]=0,21 моль/л і [Br -]=

0,012 моль/л.

18. Визначити окисно-відновний потенціал розчину, що містить 0,2 моль/л K2Cr207, 0,3 моль/л Cr2(S04)3 і 0,5 моль/л HN03.

19. Визначити окисно-відновний потенціал системи, що містить 0,1 моль/л

KMn04, 0,01 моль/л Na0H і Mn02 (тв).

20.Визначити константи рівноваги окисно-відновних реакцій:

а)  2HN02 + 2І- +2H+        2N0 + І2+ 2H20;

б)  2Cr3+ +6Fe3+ + 7H20 =*==== Cr2072- + 6Fe2+ +14H+;

в)  H2S + І2 e 2H+ + S + 2І-;

г)  S042- + 2І- + 4H+ ===== H2S03 + І2 + H20

21.Підберіть коефіцієнти у наступні рівняння реакцій та визначте напрямок реакції:

а)  N03- + H2S + H+ =5=*= N0 + S +

б)  Mn04- + С2О42- + H+ в Mn2+ + C02 + H20

в)  H3AS04 + І- + H+ в H3AS03 + І2 + H20;

г)  Mn04- + І- + H+ e Mn2+ + І03- + H20

 

 

Тестові завдання для контролю знань

1. Стійкість комплексних сполук обумовлена наявністю в них особливого хімічного зв'язку, а саме:

A.   Донорно-акцепторного

B.    Іонного

C.   Водневого

D.   Ковалентного полярного

2.    Сил Ван-Дер-ВаальсаВкажіть значення фактора еквівалентності Na2C03 відповідно до реакції: Na2C03 + HCl = NaCl+ NaHC03

 

A.   1

B.    1/2

C.   2

D.   1/4

E.    4

3.    Іонізацію малорозчинних речовин (типу AgCl або BaS04) характеризують за допомогою спеціальної константи, яка називається...

 

A.   Добуток розчинності

B.    Константа Больцмана

C.   Ступінь іонізації

D.   Іонний добуток

E.    Постійна Планка

4.    Для виготовлення й аналізу лікарських препаратів широко застосовуються буферні розчини. Буферні розчини використовують для:

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 


Похожие статьи

Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу