Задачи для самостоятельной работы

1. Рассчитайте ОВ потенциал редокс-пары Fe³⁺ | Fe²⁺ при комнатной температуре при следующих условиях: а) активности окисленной и восстановленной форм равны: a(Fe³⁺) == a(Fe²⁺); б) отношение активностей д(Fe³⁺):a(Fe²⁺) = 10; в) отношение активностей a(Fe³⁺):a(Fe²⁺) = 0,l. Стандартный ОВ потенциал данной редокс-пары при комнатной температуре равен Е° = 0,771 В. Ответ: 0,771; 0,830; 0,712 В.

2. Определите ОВ потенциал редокс-пары BrO₃,H⁺ |Вг ^-, если концентрации с(ВrOз) = с(Вr ^-) = с(Н⁺) = 0,01 моль/л, а стандартный ОВ потенциал этой редокс-пары при комнатной температуре Е° = 0,45 В. ОВ полуреакция может быть представлена в виде:

ВrО^- + 6Н⁺ + 6e = Вг^- + ЗН₂0

Коэффициенты активности ионов принять равными единице. Ответ: 1,33 В.

3. Рассчитайте ОВ потенциал редокс-пары IO₃^-,H⁺|I^- в водном растворе, для которого pH = 2, а активности окисленной и восстановленной форм равны 1*10^-4^ и 1*10^-2 моль/л соответственно. Стандартный ОВ потенциал данной редокс- пары при комнатной температуре равен 1,08 В; число элекгронов, принимающих участие в ОВ процессе, равно п =6. Ответ: 0,94 В.

4. Как изменится ОВ потенциал электрода, погруженного в раствор, содержащий хлорат-ионы CLO₃^- и хлорид-ионы СL^- при их одинаковых активностях, если pH этого раствора уменьшить от 5 до 1? Стандартный ОВ потенциал редокс- пары CLO₃^-,Н⁺ | CL^- при комнатной температуре равен Е° =1,45 В; n= 6. Ответ: потенциал возрастет на 0,24 В.

5. Рассчитайте ОВ потенциал редокс-пары Cr₂O₇^2-,H⁺ |Сг^- в растворе, полученном при смешивании 100 мл раствора дихромата калия К₂Сг₂0₇ с концентрацией с(К₂Сг₂0₇) = 0,10 моль/л, 50 мл раствора хлорида хрома СгСL₃ с концентрацией с(СгСL₃) = 0,10 моль/л и 100 мл раствора серной кислоты H₂SO₄ с концентрацией c(H₂S0₄) = 0,125 моль/л. Коэффициенты активности ионов принять равными единице. Стандартный ОВ потенциал редокс-пары Сг₂0₇^2-,Н⁺ | Сг³⁺ при комнатной температуре равен Е° = 1,33 В; n = 6. Ответ: 1,21 В.

6. В 200 мл раствора серной кислоты с концентрацией 0,028 моль/л растворили 0,400 г сульфата железа(III) Fe₂(S0₄)₃ и 0,304 г сульфата железа(II) FeS0₄. Определите, чему равен ОВ потенциал редокс-пары Fe³⁺ | Fe²⁺ в полученном растворе с учетом ионной силы раствора (коэффициенты активности ионов не равны нулю). Стандартный ОВ потенциал указанной редокс-пары при комнатной температуре равен 0,771 В. Ответ: 0,74 В.

7. Реальный ОВ потенциал редокс-пары Sn⁴⁺ | Sn²⁺ при комнатной температуре равен 0,20 В. Рассчитайте, чему равно отношение активностей окисленной и восстановленной форм a(Sn⁴⁺)|a(Sn ⁺) в данном растворе. Стандартный ОВ потенциал указанной редокс-пары при комнатной температуре равен Е° = 0,15 В. Ответ: 50.

8. При каком значении pH водного раствора реальный ОВ потенциал редокс пары BrO₃^-,H⁺ |Вг ^-, в кислой среде составляет Е = 1,28 В при комнатной температуре, если активности окисленной и восстановленной форм одинаковы a (Вг0₃^-) = a (Вг^-). Стандартный ОВ потенциал данной редокс-пары равен Е° = 1,45 В при комнатной температуре; n = 6. Ответ: 2,88.

 

9. Покажите, можно ли в стандартных состояниях веществ осуществить при комнатной температуре реакцию окисления хлорид-ионов СL^- ионами церия(IV): Се⁴⁺ +СL^- = Се³⁺ + 0,5СL₂. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар Се⁴⁺ | Се³⁺ и СL₂| СL равны соответственно Е° = 1,77 В и Е° = 1,36 В при комнатной температуре. Ответ: можно, так как ЭДС реакции положительна.

10. Покажите, при каком отношении активностей реагентов

[ a (Fe³⁺)/ a (Fe²⁺)]:[ a (Ce⁴⁺)/ a (Ce³⁺)] реакция

Fe²⁺ + Се⁴⁺ = Fe³⁺ + Се³⁺

будет протекать в обратном направлении при комнатной температуре. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар Fe³⁺| Fe²⁺ и Се⁴⁺| Се³⁺ равны соответственно 0,77 и 1,77 В при комнатной температуре. Ответ: [ a (Fe³⁺)/ a (Fe²⁺)]:[ a (Ce⁴⁺)/ a (Ce³⁺)] > 10¹⁷; при этом условия реальный ОВ потенциал редокс-пары Fe³⁺ | Fe²* будет больше реального ОВ потенциала редокс-пары Се⁴⁺| Се³⁺.

11. Рассчитайте константу равновесия реакции

МnО₄ + 5Вг^-+ 8H⁺ = Мп²⁺ + 2,5Вг₂ + 4Н₂0

протекающей при комнатной температуре. Стандартные ОВ потенциалы редокс – пар MnO₄,H⁺| Мn²⁺ и Вг₂|Вr^- — равны соответственно 1,51 и 1,087 В пред комнатной температуре. Ответ: 7* 10³⁵.

12. Рассчитайте константу равновесия реакции

2I^- +Н₂0₂ +2Н⁺ = I₂ + 2Н₂0

при комнатной температуре. Стандартные ОВ потенциалы редокс-пар I₂|I^- и Н₂0₂,Н⁺ |Н₂0 равны при комнатной температуре 0,621 и 1,77 В соответственно. Ответ: 10³⁹.

Контрольные вопросы и задания по теме занятия

1.Что называют редокс-парой?

2. Что называют редокс-амфотерными веществами? Приведите примеры.

3. Каким образом можно определить окислительно-восстановительные потенциалы редокс-пар?

4. Что называют окислительно-восстановительным электродом? Какие существуют разновидности окислительно-восстановительных электродов?

5. Что называют условным (относительным) окислительно-восстановительным потенциалом редокс-пары? Ответ поясните на примере.

6. Каким уравнением описывается условный окислительно-восстановительный потенциал?

7. Что называют стандартным окислительно-восстановительным потенциалом?

8. Как можно рассчитать потенциал окислительно-восстановительной реакции (ЭДС)?

9. Каким образом можно по величине окислительно-восстановительного потенциала реакции (ЭДС) определить направление протекания реакции?

10. Какие факторы влияют на величину окислительно-восстановительного потенциала?

11. Как связана константа равновесия со стационарным потенциалом реакции? Как вывести эту зависимость?

12. Какие окислительно-восстановительные реакции используют для открытия катионов (Hg₂²⁺; Mn²⁺)?

13. Какие окислительно-восстановительные реакции используют для открытия анионов (BrO₃^-; AsO₄^-)?

14. Какие окислительно-восстановительные реакции используют в фармацевтическом анализе?

Основная литература:

1. Аналитическая химия (аналитика). Общие теоретические основы. Качественный анализ. [Текст]: учеб. Для вузов / Ю.Я. Харитонов [и др.]. - М.: Высш. Шк., 2008. – 146 – 171 с.

Дополнительная литература:

1. Аналитическая химия [Текст] / Г. Кристиан [и др.]. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 562 – 563 с.

 

 

 

Тема 11

Качественные реакции катионов VI аналитической группы. Анализ смеси катионов I – VI аналитических групп

План занятия

1. Проверка посещаемости и информация

2. Устный опрос и коррекция знаний

3. Контрольная работа № 4

4. Лабораторная работа № 9 “Анализ смеси катионов I-VIгрупп”

5. Подведение итогов занятия

УЧЕБНЫЕ ЭЛЕМЕНЫ ТЕМЫ

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: