5.4. Примеры решения задач
Задача 1
Записать электродные реакции, общую реакцию в гальваническом элементе
и рассчитать по справочным данным стандартную ЭДС при 298 К.
Решение
Этот гальванический элемент относится к химическим гальваническим элементам, его считают элементом с переносом. Судя по обозначению, диффузионный потенциал, который возникает на границе раздела двух растворов, элиминирован солевым мостиком. В данном гальваническом элементе протекают следующие реакции на электродах:
Катодная реакция:
=
0, 337 В
Анодная реакция:
=
− 0,763 В
Итоговая реакция
Запишем формулу (5.10) по этой итоговой реакции
.
Средние ионные коэффициенты активностей в растворе сульфата цинка и сульфата меди равны 0,7 и 0,154 соответственно.
=
1,139 В.
Задача 2
Назвать типы электродов, определить тип гальванического элемента и определить его электродвижущую силу. Схема приведена ниже:
Решение
Этот гальванический элемент относится к химическим элементам с переносом.
Правый электрод представляет собой электрод первого рода − серебряный. На нем идет восстановление:
Ag+
+ e = Ag ,
=
0, 7792 В
Левый электрод является электродом второго рода – бром-серебряным. На нем протекает окисление :
Ag + Br = AgBr + e, = 0, 0732 В
Суммарная (итоговая) реакция:
Ag+
+ Br
= AgBr,
=
0,7260 В
Уравнение Нернста, записанное по итоговой реакции, для всего гальванического элемента:
,
где
и
средние ионные коэффициенты активности
в растворах AgNO3
и KBr
указанных концентраций соответственно.
Значения коэффициентов активности
берут из справочной литературы.
=
0,627 В.
Задача 3
Рассчитать электродвижущую силу гальванического элемента, схема которого приведена ниже:
Решение
Этот гальванический элемент относится к концентрационным гальваническим элементам без переноса. Электродвижущую силу таких элементов удобно рассчитывать как разность электродных потенциалов электродов по формуле
,
где
.
На правом электроде идет восстановление:
Сl2 + e = Cl , = 1,36 В ,
1,498 В.
На левом электроде идет окисление
Cl = Сl2 + e ; = 1,36 В,
1,481
В.
= 1,498 1,481 = 0,017 В.
Задача 4
По данным о значениях стандартных электродных потенциалов, определить величину произведения активности хлорида серебра.
Решение
Используя следующие формулы, по данным о стандартных электродных потенциалах, можно вычислить константы равновесия реакций, совпадающих с итоговой (результирующей) реакцией в гальваническом элементе. Так определительное выражение для константы равновесия имеет вид:
.
(5.17)
С другой стороны, стандартную мольную энергию Гиббса итоговой реакции в гальваническом элементе можно найти через стандартную ЭДС этого элемента:
.
(5.18)
.
(5.19)
Величину стандартной ЭДС гальванического элемента можно рассчитать через стандартные электродные потенциалы катода и анода:
.
(5.20)
Следовательно, для определения по стандартным электродным потенциалам константы равновесия какой-либо реакции, необходимо
составить гипотетический гальванический элемент, в котором бы протекала такая итоговая реакция, как та, величину константы равновесия которой нам нужно найти.
В данной задаче мы мысленно составляем гальванический элемент, одним электродом которого является электрод первого рода, такого же металла как катион малорастворимого соединения, т.е. серебряный, а второй электрод – электрод второго рода, в котором присутствует такое же малорастворимое соединение, произведение активности которого нужно определить, т.е. хлорсеребряный электрод. Стандартные электродные потенциалы этих электродов равны:
Для нашего примера схема гипотетического ГЭ:
.
Запишем электродные реакции:
Катодная реакция:
=
0, 799 В
Анодная реакция:
=
0, 222 В
Итоговая реакция в гальваническом элементе:
.
Стандартная ЭДС равна
В.
Этой реакции соответствует константа равновесия
.
;
1,74∙10−10.
Задача 5
Определите величину
константы устойчивости комплексного
иона
,
используя стандартные электродные
потенциалы.
Решение
Запишем уравнение реакции, характеризуемое константой устойчивости комплексного иона :
.
(5.21)
Рассуждая аналогично
предыдущей задаче, для нахождения
константы устойчивости
составим гипотетический ГЭ, в котором
итоговая реакция была бы такой же, как
и (5.21). Этот элемент должен состоять из
электрода первого рода, в котором
реакция восстановления катиона будет
проходить из простого раствора, т.е.
электрода
и электрода тоже первого рода, но в
котором не будет простых ионов металла,
а они будут в виде комплексного соединения:
.
Согласно справочным данным стандартные
электродные потенциалы этих электродов
равны:
1,7
В;
=
0,69 В.
Следовательно, наш гальванический элемент будут составлен следующим образом:
Запишем реакции на электродах:
Катодная реакция:
.
Анодная реакция:
.
Итоговая реакция: .
Величина стандартной ЭДС данного гальванического элемента
В.
Итоговая реакция совпадает с реакцией образования комплексного иона
.
.
.
Задача 6
Электродвижущая сила (Е, В) гальванического элемента
с, моль/л |
0,001 |
0,01 |
0,05 |
0,1 |
Е, В |
0,586 |
0,465 |
0,383 |
0,348 |
была
измерена при температуре 313 К в серии
опытов с различными значениями
концентрации соляной кислоты
,
моль/л.
Можно
принять, что зависимость E
от
при малых концентрациях близка к
линейной. Найдите по этим данным величину
среднего ионного коэффициента активности
в растворе соляной кислоты концентрации
0,023 моль/л.
Решение
В учебных пособиях часто приводится этот метод определения средних ионных коэффициентов активности. Особенность этой задачи в том, что задана температура, отличная от 298 К, т.е. от той, при которой приведены значения стандартных электронных потенциалов в справочниках. Поэтому величину стандартной ЭДС необходимо было находить графически.
Запишем реакции на электродах и итоговую реакцию в гальваническом элементе
;
;
.
Уравнение Нернста будет иметь вид:
Запишем уравнение в виде, удобном для дальнейших расчетов:
.
(5.22)
Слева в этом уравнении находятся заданные по условию величины. То, что расположено справа в уравнении (5.22), позволяет найти величину стандартной ЭДС при заданной температуре:
если
0, то
,
т.е. экстраполяцией зависимости на
нулевое значение
,
можно найти
.
З
атем,
определив по графику, чему равна величина
при нужной нам концентрации и зная
,
нетрудно рассчитать и требуемую величину
среднего ионного коэффициента активности.
Задача 7
Стандартная ЭДС гальванического элемента:
выражается
уравнением
.
Вычислите значения
для протекающей в элементе реакции при
298 К.
Решение
Запишем реакции на электродах и итоговую реакцию, протекающую в этом элементе:
;
; .
Значение стандартной ЭДС найдем из уравнения
=
0,22446 В.
Найдем значение стандартной мольной энергии Гиббса реакции
=
1∙96485∙0,22446 = 21657 Дж/моль.
Стандартную мольную энтропию протекающей в гальваническом элементе реакции можно рассчитать, используя значения температурного коэффициента ЭДС, который определяется из приведенного в условии задачи уравнения:
−
4,856
∙10−4
В/К.
= 1∙96485∙(−4,856∙10−4) = − 46,85 Дж/(моль∙К).
Стандартную мольную энтальпию реакции находим
21657−298∙46,85
= 7695,7 Дж/моль.
6. Библиографический список
1. Стромберг А. Г. Физическая химия / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко; под ред. А. Г. Стромберга ; 2-е изд., перераб. и доп. М. : Высш. шк., 2001. 496 с.
2. Ерёмин В. В. Основы физической химии. Теория и задачи : учеб. пособие для вузов / В. В. Еремин [и др.]. М. : Экзамен, 2005. 480 с.
3. Краткий справочник физико-химических величин /под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой. СПб. : Иван Федоров, 2003. 240 с.
4. Расчет ионных равновесий: учебное пособие / Степановских Е.И., Больщикова Т. П., Урицкая А. А. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2007. 65 с.
5. Кинетика сложных реакций: учебное пособие / Макурин Ю. Н., Степановских Е. И., Брусницына Л. А. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2008. −51 с.
6. Определение параметров кинетических уравнений: учебное пособие/ Степановских Е. И., Макурин Ю. Н., Маскаева Л. Н., Морозова И. М. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2008. −73 с.
7. Физическая химия. Опыт решения задач на российских студенческих олимпиадах: учебное пособие/ Булатов Н. К., Степановских Е. И. Екатеринбург: УГТУ−УПИ, 2008. 80 с.
8. Байрамов В.М. Основы электрохимии : учеб. пособие для вузов / В. М. Байрамов. М. : Издательский центр «Академия», 2005. 240 с.
Приложения
Таблица 1
ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ
МАЛОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ 298 К
Твердая фаза |
L, (моль/л)v |
Твердая фаза |
L, (моль/л)v |
AgBr |
4,81013 |
Ca(COO)2 |
2,57109 |
AgBrO3 |
6,1105 |
Fe(OH)2 |
1,61015 |
AgCl |
1,731010 |
Hg2Br2 |
5,41023 |
AgCN |
1,61014 |
Hg2Cl2 |
1,21018 |
Ag2CO3 |
6,151012 |
Hg2SO4 |
6,4107 |
AgI |
8,11017 |
Hg2I2 |
4,41029 |
AgIO3 |
3,0108 |
Mg(OH)2 |
5,51012 |
Ag2CrO4 |
4,71012 |
Ni(OH)2 |
1,21016 |
Ag2SO4 |
1,24105 |
PbBr2 |
4,5106 |
Ag2S |
4,231050 |
PbCl2 |
1,6105 |
BaSO4 |
11010 |
PbI2 |
8,2109 |
BaCrO4 |
2,41010 |
Pb(IO3)2 |
2,61013 |
Ba(COO)2 |
1,1107 |
PbF2 |
2,7108 |
CaCO3 |
3,7109 |
Pb(OH)2 |
5,11016 |
CaF2 |
3,41011 |
PbSO4 |
1,3108 |
CaHPO4 |
1,4106 |
PbS |
6,21028 |
Ca(OH)2 |
6,1106 |
Sr(COO)2 |
1,6107 |
CaSO4 |
1,7105 |
TlBr |
3,6106 |
CdCO3 |
2,51014 |
TlCl |
1,8104 |
Cd(OH)2 |
1,81014 |
TlI |
8,8108 |
Co(OH)2 |
4,71016 |
Zn(OH)2 |
4,91012 |
CuCl |
3,2107 |
ZnS |
1,91022 |
CuI |
1,11012 |
Zn(COO)2 |
2,751012 |
CuCO3 |
2,361010 |
ZnCO3 |
1,451011 |
Таблица 2
ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ Kw
T, K |
Kw 1014 |
T,K |
Kw 1014 |
T,K |
Kw 1014 |
273 |
0,1139 |
294 |
0,742 |
308 |
2,089 |
278 |
0,1846 |
295 |
0,802 |
313 |
2,918 |
283 |
0,2920 |
296 |
0,868 |
318 |
4,018 |
288 |
0,4505 |
297 |
0,948 |
323 |
5,474 |
291 |
0,5702 |
298 |
1,008 |
333 |
9,614 |
293 |
0,6809 |
303 |
1,469 |
373 |
59,0 |
Таблица 3
СРЕДНИЕ ИОННЫЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ АКТИВНОСТИ
В НЕКОТОРЫХ РАСТВОРАХ ПРИ 298 К
Электролит |
Концентрация, моль/л
|
|||||||
0,001 |
0,002 |
0,005 |
0,010 |
0,050 |
0,100 |
0,500 |
1,000 |
|
AgNO3 |
|
|
0,925 |
0,897 |
0,793 |
0,734 |
0,536 |
0,429 |
BaCl2 |
0,881 |
0,840 |
0,774 |
0,716 |
0,564 |
0,500 |
9,397 |
0,395 |
CaCl2 |
0,889 |
0,852 |
0,789 |
0,731 |
0,583 |
0,518 |
0,448 |
0,500 |
CdSO4 |
0,726 |
0,639 |
0,505 |
0,399 |
0,206 |
0,150 |
0,061 |
0,041 |
CuSO4 |
0,740 |
|
0,573 |
0,438 |
0,217 |
0,154 |
0,062 |
0,043 |
HCl |
0,965 |
0,952 |
0,928 |
0,904 |
0,830 |
0,796 |
0,757 |
0,809 |
HBr |
0,966 |
− |
0,930 |
0,906 |
0,838 |
0,805 |
0,789 |
0,871 |
KCl |
0,965 |
0,952 |
0,927 |
0,902 |
0,816 |
0,770 |
0,649 |
0,604 |
KBr |
0,965 |
0,952 |
0,927 |
0,903 |
0,822 |
0,772 |
0,657 |
0,617 |
NaCl |
0,965 |
0,952 |
0,928 |
0,903 |
0,822 |
0,778 |
0,681 |
0,657 |
NaBr |
0,970 |
0,960 |
0,940 |
0,910 |
0,850 |
0,782 |
0,697 |
0,687 |
NaNO3 |
0,966 |
0,953 |
0,929 |
0,905 |
0,821 |
0,762 |
0,617 |
0,548 |
Na2SO4 |
0,887 |
0,847 |
0,778 |
0,714 |
0,536 |
0,445 |
0,266 |
0,201 |
NH4Cl |
− |
− |
0,924 |
0,896 |
0,808 |
0,770 |
0,649 |
0,603 |
NiSO4 |
− |
− |
− |
− |
− |
0,150 |
0,063 |
0,042 |
ZnCl2 |
0,880 |
0,840 |
0,770 |
0,710 |
0,560 |
0,515 |
0,394 |
0,339 |
ZnSO4 |
0,700 |
0,608 |
0,477 |
0,387 |
0,202 |
0,150 |
0,063 |
0,043 |
Таблица 4
КОНСТАНТЫ ИОНИЗАЦИИ СЛАБЫХ КИСЛОТ
И ОСНОВАНИЙ ПРИ 298 К
Название
|
Формула |
K |
1 |
2 |
3 |
Кислоты |
||
Адипиновая |
HOOC(CH2)4COOH |
(1) 3,8105 (2) 5,2106 |
Азотноватистая |
H2N2O2 |
(1) 2108 (2) 21012 |
Азотистая |
HNO2 |
5,1104 |
Акриловая |
CH2=CHCOOH |
5,53105 |
Аспарагиновая |
HOOCCH2CH(NH2)COOH |
(1) 1,26104 (2) 11010 |
Бензойная |
C6H5COOH |
6,6105 |
Борная |
H3BO3 |
(1) 5,81010 (2) 1,81013 (3) 1,61014 |
о-бромбензойная |
BrC6H4COOH |
1,4103 |
м-бромбензойная |
BrC6H4COOH |
1,55104 |
п-бромбензойная |
BrC6H4COOH |
1,1104 |
Валериановая |
CH3(CH2)3COOH |
1,4105 |
Вольфрамовая |
H2WO4 |
(1) 6,3103 (2) 2104 |
d-винная |
HOOCCH(OH)CH(OH)COOH |
(1) 1,04103 (2) 4,55105 |
Германиевая |
H2GeO3 |
(1) 1,7109 (2) 1,91013 |
Гидрохинон |
n—HOC6H4OH |
1,11010 |
Гликолевая |
HOCH2COOH |
1,48104 |
Глицин |
H2NCH2COOH |
1,31010 |
Продолжение табл. 4
1 |
2 |
3 |
Глутаровая |
HOOC(CH2)3COOH |
(1) 4,54105 (2) 5,4106 |
Диметилмалоновая |
(CH3)2C(COOH)2 |
(1) 7,06105 (2) 8,72107 |
Дихлоруксусная |
Cl2CHCOOH |
5,6102 |
Изомасляная |
(CH3)2CHCOOH |
1,41105 |
Иодная (орто) |
H5IO6 |
(1) 3,09102 (2) 7,08109 (3) 2,51013 |
Каприловая |
CH3(CH2)6COOH |
1,28105 |
Лимонная |
(HOOCH2)2C(OH)COOH |
(1) 7,45104 (2) 1,7105 (3) 4,0107 |
Малеиновая |
HOOCCH=CHCOOH |
(1) 1,2102 (2) 5,9107 |
Малоновая |
HOOCCH2COOH |
(1) 1,40103 (2) 2,01106 |
Масляная |
CH3(CH2)COOH |
1,52105 |
dl-миндальная |
C6H5CH(OH)COOH |
3,9104 |
Молибденовая |
H2MoO4 |
(1) 2,9103 (2) 1,4104 |
Молочная |
HOCH(CH3)COOH |
1,37104 |
Муравьиная |
HCOOH |
1,77104 |
Мышьяковая (орто) |
H3AsO4 |
(1) 5,98103 (2) 1,05107 (3) 3,891012 |
o-нитробензойная |
O2NC6H4COOH |
6,8103 |
м-нитробензойная |
O2NC6H4COOH |
3,5104 |
п-нитробензойная |
O2NC6H4COOH |
3,6104 |
Нитроуксусная |
O2NCH2COOH |
5,5103 |
Пимелиновая |
HOOC(CH2)5COOH |
(1) 3,1105 (2) 4,9106 |
Продолжение табл.4
1 |
2 |
3 |
Пирофосфорная |
H4P2O7 |
(1) 1,4101 (2) 1,1102 (3) 2,1107 (4) 4,11010 |
Пропионовая |
CH3CH2COOH |
1,34105 |
Салициловая |
C6H4(OH)COOH |
(1) 1,3103 (2) 2,61014 |
Себациновая |
HOOC(CH2)3COOH |
(1) 4,0105 (2) 6,0106 |
Селенистая |
H2SeO3 |
(1) 3,5103 (2) 5108 |
Селеноводородная |
H2Se |
(1) 1,7104 (2) 11011 |
Сернистая |
H2SO3 |
(1) 1,58102 (2) 6,31108 |
Сероводородная |
H2S |
(1) 6108 (2) 11014 |
Синильная |
HCN |
51010 |
Теллуристая |
H2TeO3 |
(1) 3103 (2) 2108 |
Теллуровая |
H2TeO4 |
(1) 2,29108 (2) 6,461012 |
Трихлоруксусная |
Cl3CCOOH |
2,2102 |
Угольная |
H2CO3 |
(1) 4,45107 (2) 4,691011 |
Уксусная |
CH3COOH |
1,754105 |
Фенилукусная |
C6H5CH2COOH |
4,88105 |
Фенол |
C6H5OH |
1,01010 |
Фосфорная (орто) |
H3PO4 |
(1) 7,52103 (2) 6,31108 (3) 1,261012 |
Продолжение табл.4
1 |
2 |
3 |
Фосфористая (орто) |
H3PO3 |
(1) 1,6103 (2) 6,3107 |
o-фталевая |
HOOCC6H4COOH |
(1) 1,1103 (2) 3,9106 |
Фтористоводородная |
HF |
6,61104 |
Фумаровая |
HOOCCH=CHCOOH |
(1) 9,5104 (2) 4,2105 |
Хлорноватистая |
HclO |
5,01108 |
Хлоруксусная |
ClCH2COOH |
1,38103 |
Щавелевая |
(COOH)2 |
(1) 5,4102 (2) 5,4105 |
Этилендиаминтетра- Уксусная |
CH2N(CH2COOH)2 │ CH2N(CH2COOH)2 |
(1) 1102 (2) 2,1103 (3) 6,9107 (4) 5,51011 |
l-яблочная |
HOOCCH(OH)CH2COOH |
(1) 3,9104 (2) 7,8106 |
Янтарная |
HOOC(CH2)2COOH |
(1) 6,19105 (2) 2,30106 |
Основания |
||
Аммоний гидроксид |
NH4OH |
1,79105 |
Алюминий гидроокись |
Al(OH)3 |
(3) 1,38109 |
Железо (П), гидроокись |
Fe(OH)2 |
(2) 1,3104 |
Железо (Ш), гидроокись |
Fe(OH)3 |
(2) 1,81011 (3) 1,351012 |
Кобальт, гидроокись |
Co(OH)2 |
(2) 4105 |
Медь, гидроокись |
Cu(OH)2 |
(2) 3,4107 |
Никель, гидроокись |
Ni(OH)2 |
(2) 2,5105 |
Свинец, гидроокись |
Pb(OH)2 |
(2) 6107 |
Анилин |
C6H5NH2 |
3,81010 |
Окончание табл. 4
1 |
2 |
3 |
Аргинин |
C6H14N4O2 |
(1) 1,1105 (2) 1,051012 |
Бензиламин |
C6H5CH2NH2 |
4,2105 |
Бутиламин |
CH3(CH2)3NH2 |
4104 |
Гидразин |
N2H4H2O |
1,2106 |
Гидроксиламин |
NH2OHH2O |
9,33109 |
Гистидин |
C6H9O2N3 |
(1) 1,01108 (2) 6,31013 |
Диметиламин |
(CH3)2NH |
5,12104 |
Лизин |
H2N(CH2)4CH(NH2)COOH |
(1) 8,9106 (2) 1,521012 |
Метиламин |
CH3NH2 |
4,17104 |
Никотин |
C10H14N2 |
(1) 1,05106 (2) 2,631011 |
N- бутилендиамин |
CH3(CH2)3NH(CH2)2NH2 |
(1) 2,0104 (2) 3,4107 |
N- изопропилендиамин |
(CH3)2CHNH(CH2)2NH2 |
(1) 4,2104 (2) 5,0107 |
N-метилэтилендиамин |
CH3NH(CH2)2NH2 |
(1) 2,51104 (2) 3,64107 |
N-пропилендиамин |
CH3(CH2)2NH(CH2)2NH2 |
(1) 2,2104 (2) 3,5107 |
Триметиламин |
(CH3)3N |
6,3105 |
Таблица 5
ПРЕДЕЛЬНАЯ МОЛЯРНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ
ПРОВОДИМОСТЬ ИОНОВ В ВОДЕ
Ион |
|
α∙102 |
||||
273 |
291 |
298 |
328 |
373 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Ag+ |
33,1 |
53,5 |
61,9 |
− |
175 |
1,94 |
Al3+ |
29,0 |
− |
63,0 |
− |
− |
2,1 |
Ba2+ |
34,0 |
54,6 |
63,6 |
− |
195 |
2,0 |
Ca2+ |
31,2 |
50,7 |
59,5 |
− |
180 |
2,1 |
Cd2+ |
28,0 |
45,1 |
54,0 |
− |
− |
2,0 |
Co2+ |
28,0 |
45,0 |
54,0 |
− |
− |
2,0 |
Сr3+ |
− |
− |
67,0 |
− |
− |
2,0 |
Cu2+ |
28,0 |
45,3 |
56,6 |
− |
− |
2,4 |
Fe2+ |
28,0 |
44,5 |
53,5 |
− |
− |
2,4 |
Fe3+ |
− |
− |
68,0 |
− |
− |
2,0 |
Н+ |
225 |
315 |
349,8 |
483,1 |
630 |
1,42 |
К+ |
40,7 |
63,9 |
73,5 |
119,2 |
195 |
1,87 |
Li+ |
19,4 |
32,8 |
38,6 |
68,7 |
115 |
2,14 |
Mg2+ |
28,9 |
44,9 |
53,0 |
− |
170 |
2,18 |
Mn2+ |
27,0 |
44,5 |
53,5 |
− |
− |
2,5 |
Na+ |
26,5 |
42,8 |
50,1 |
86,8 |
145 |
2,08 |
NH4+ |
40,2 |
63,9 |
73,5 |
− |
180 |
1,87 |
Ni2+ |
28,0 |
45,0 |
54,0 |
− |
− |
2,0 |
Pb2+ |
37,5 |
60,5 |
70,0 |
− |
− |
1,78 |
Sr2+ |
31,0 |
50,6 |
59,4 |
− |
− |
2,12 |
Tl+ |
43,3 |
66,0 |
74,7 |
− |
− |
1,76 |
Zn2+ |
28,0 |
45,0 |
54,0 |
− |
− |
1,85 |
,
(См∙м2)/моль,
при температуре, К
Окончание табл.5
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Br− |
42,6 |
68,0 |
78,1 |
127,8 |
− |
1,85 |
BrO3− |
43,1 |
49,0 |
55,8 |
− |
155 |
2,0 |
Cl− |
41,0 |
66,0 |
76,4 |
126,4 |
212 |
1,94 |
ClO3− |
36,0 |
55,0 |
64,6 |
− |
172 |
2,12 |
CN− |
− |
− |
78,0 |
− |
− |
2,0 |
CO32− |
36,0 |
60,5 |
69,3 |
− |
− |
1,92 |
CrO42− |
42,0 |
72,0 |
85,0 |
− |
− |
2,1 |
F− |
− |
47,3 |
55,4 |
− |
− |
2,1 |
HCO3− |
− |
− |
44,5 |
− |
− |
2,0 |
PO43− |
− |
− |
69,0 |
− |
− |
2,0 |
I− |
41,4 |
66,5 |
76,8 |
125,4 |
− |
1,92 |
IO3− |
21,0 |
33,9 |
41,0 |
− |
127 |
2,4 |
NO3− |
40,0 |
62,3 |
71,46 |
− |
195 |
1,84 |
OH− |
105 |
171 |
198,3 |
− |
450 |
1,96 |
SO42− |
41,0 |
68,4 |
80,0 |
− |
− |
2,06 |
HCOO− |
− |
47,0 |
54,6 |
− |
− |
2,0 |
CH3COO− |
20,3 |
34,0 |
40,9 |
− |
130 |
2,06 |
C2H5COO− |
− |
− |
35,8 |
− |
− |
2,0 |
C3H7COO− |
− |
− |
32,6 |
− |
− |
2,0 |
C4H9COO− |
− |
− |
28,8 |
− |
− |
2,0 |
C6H5COO− |
17,0 |
− |
32,3 |
− |
− |
2,0 |
CH2ClCOO− |
− |
− |
39,8 |
− |
− |
2,0 |
CHCl2COO− |
− |
− |
38,3 |
− |
− |
2,0 |
CCl3COO− |
− |
− |
36,6 |
− |
− |
2,0 |
HOOC−COO− |
− |
− |
40,2 |
− |
− |
2,0 |
C2O42− |
32,0 |
63,0 |
74,0 |
− |
− |
2,0 |
Таблица 6
СТАНДАРТНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ
В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ 298 К
Электрод |
Реакция |
|
1 |
2 |
3 |
Электроды I рода, обратимые относительно катиона |
||
Li+, Li |
Li+ + e → Li |
−3,045 |
Ba2+, Ba |
Ba2++ 2e → Ba |
−2,906 |
Ca2+, Ca |
Ca2++ 2e → Ca |
−2,866 |
Mg2+, Mg |
Mg2++ 2e → Mg |
−2,363 |
Al3+, Al |
Al3++ 3e → Al |
−1,662 |
Zn(CN)42−, Zn |
Zn(CN)42−+ 2e → Zn +4CN− |
−1,260 |
Mn2+, Mn |
Mn2++ 2e → Mn |
−1,180 |
Zn(NH3)42+, Zn |
Zn(NH3)42++ 2e → Zn +4NH3 |
−1,030 |
Cr2+, Cr |
Cr2++ 2e → Cr |
−0,913 |
Cd(CN)42−, Cd |
Cd(CN)42−+ 2e → Cd +4CN− |
−0,900 |
Zn2+, Zn |
Zn2++ 2e → Zn |
−0,763 |
Cr3+, Cr |
Cr3++ 3e → Cr |
−0,744 |
Au(CN)2−, Au |
Au(CN)2−+ e → Au +2CN− |
−0,600 |
Cd(NH3)42+, Cd |
Cd(NH3)42++ 2e → Cd +4NH3 |
−0,590 |
Ni(NH3)62+, Ni |
Ni(NH3)62++ 2e → Ni +6NH3 |
−0,480 |
Fe2+, Fe |
Fe2++ 2e → Fe |
−0,440 |
Co(NH3)62+, Co |
Co(NH3)62++ 2e → Co +6NH3 |
−0,422 |
Cd2+, Cd |
Cd2++ 2e → Cd |
−0,403 |
Co2+, Co |
Co2++ 2e → Co |
−0,277 |
Ni2+, Ni |
Ni2++ 2e → Ni |
−0,250 |
Sn2+, Sn |
Sn2++ 2e → Sn |
−0,136 |
Pb2+, Pb |
Pb2++ 2e → Pb |
−0,126 |
,
В
Продолжение табл.6
1 |
2 |
3 |
Сu(NH3)22+, Cu |
Cu(NH3)22++ 2e → Cu + 2NH3 |
−0,110 |
Сu(NH3)42+, Cu |
Cu(NH3)42++ 2e → Cu + 4NH3 |
−0,050 |
Fe3+, Fe |
Fe3++ 3e → Fe |
−0,036 |
CuBr2−, Cu |
CuBr2−+ e → Cu +2Br− |
+0,050 |
Cu2+, Cu |
Cu2++ 2e → Cu |
+0,337 |
AuBr2−, Au |
AuBr2−+ e → Au +2Br− |
+0,360 |
Ag(NH3)2+, Ag |
Ag(NH3)2++ e → Ag + 2NH3 |
+0,375 |
Cu+, Cu |
Cu++ e → Cu |
+0,521 |
PdCl42−, Pd |
PdCl42−+ 2e → Pd + 4Cl− |
+0,640 |
Au(CNS)2−, Au |
Au(CNS)2−+ e → Au+2CNS− |
+0,690 |
PtCl42−, Pt |
PtCl42−+ 2e → Pt + 4Cl− |
+0,730 |
Hg22+, Hg |
½ Hg22++ e → Hg |
+0,798 |
Ag+, Ag |
Ag++ e →Ag |
+0,799 |
Pd2+, Pd |
Pd2++ 2e → Pd |
+0,830 |
Hg2+, Hg |
Hg2++ 2e → Hg |
+0,854 |
Pt2+, Pt |
Pt2++ 2e → Pt |
+1,200 |
Au3+, Au |
Au3++ 3e → Au |
+1,498 |
Au+, Au |
Au++ e →Au |
+1,700 |
Электроды I рода, обратимые относительно аниона |
||
Se, Se2− |
Se + 2e →Se2− |
−0,920 |
S, S2− |
S + 2e → S2− |
−0,447 |
I2(кр), I− |
½ I2 + e → I− |
+0,536 |
Br2(ж), Br− |
½ Br2 + e → Br− |
+1,065 |
Продолжение табл.6
1 |
2 |
3 |
Газовые электроды |
||
H2, OH− |
2H2O + 2e → H2 +2OH− |
−0,828 |
H+, H2 |
H++ e → ½ H2 |
0,000 |
O2, OH− |
½O2 + H2O + 2e → 2OH− |
+0,401 |
H+, O2 (Pt) |
O2 +2H+ + 4e → 2H2O |
+1,229 |
Cl2, Cl− |
½ Cl2 + e → Cl− |
+1,360 |
F2, F− |
½ F2 + e → F− |
+2,870 |
Электроды II рода |
||
Zn, ZnS, S2− |
ZnS + 2e → Zn + S2− |
−1,405 |
Cd, CdS, S2− |
CdS + 2e → Cd + S2− |
−1,175 |
Zn, ZnCO3, CO32− |
ZnCO3 + 2e → Zn + CO32− |
−1,060 |
Fe, FeS, S2− |
FeS + 2e → Fe + S2− |
−0,950 |
Pb, PbS, S2− |
PbS + 2e → Pb + S2− |
−0,930 |
Pb, PbI2, I− |
PbI2 + 2e → Pb + I− |
−0,365 |
Pb, PbSO4, SO42− |
PbSO4 + 2e → Pb + SO42− |
−0,359 |
Pb, PbBr2, Br− |
PbBr2 + 2e → Pb + Br− |
−0,284 |
Pb, PbCl2, Cl− |
PbCl2 + 2e → Pb + Cl− |
−0,268 |
Cu, CuI, I− |
CuI + e → Cu + I− |
−0,185 |
Ag, AgI, I− |
AgI + e → Ag + I− |
−0,152 |
Hg, Hg2I2, I− |
½Hg2I2 + e → Hg + I− |
−0,040 |
Ag, AgBr, Br− |
AgBr + e → Ag + Br− |
+0,071 |
Cu, CuCl, Cl− |
CuCl + e → Cu + Cl− |
+0,137 |
Hg, Hg2Br2, Br− |
½Hg2Br2+ e → Hg + Br− |
+0,140 |
Ag, AgCl, Cl− |
AgCl+ e → Ag + Cl− |
+0,222 |
Hg, Hg2Cl2, Cl− |
½Hg2Cl2+ e → Hg + Cl− |
+0,268 |
Окончание табл.6
1 |
2 |
3 |
||
Окислительно-восстановительные электроды |
||||
Cr3+, Cr2+ (Pt) |
Cr3+ + e → Cr2+ |
−0,408 |
||
V3+, V2+ (Pt) |
V3+ + e →V2+ |
−0,255 |
||
Sn4+, Sn2+ (Pt) |
Sn4+ + 2e → Sn2+ |
+0,150 |
||
Cu2+, Cu+ (Pt) |
Cu2+ + e → Cu+ |
+0,153 |
||
H+, CH3COH, C2H5OH (Pt) |
CH3COH + 2H+ + 2e = = C2H5OH |
+0,230 |
||
H+, H3AsO4, HAsO2 (Pt) |
2H++ H3AsO4 + 2e = = HAsO2+2H2O |
+0,560 |
||
MnO4−,OH−, MnO2 (Pt) |
MnO4−+2H2O +3e = = 4OH−+ MnO2 |
+0,588 |
||
H+, C6H4O2, C6H4(OH)2 (Pt) |
C6H4O2+2H+ + 2e = = C6H4(OH)2 |
+0,699 |
||
Fe3+, Fe2+ (Pt) |
Fe3+ + e → Fe2+ |
+0,771 |
||
H+, IO3−, I2 (Pt) |
6H++ IO3−+ 5e = = ½I2 +3H2O |
+1,195 |
||
H+, MnO2, Mn2+ (Pt) |
MnO2+ 4H+ + 2e = = Mn2++2H2O |
+1,230 |
||
H+, HCrO4−, Cr3+ (Pt) |
HCrO4−+7H+ +3e = = Cr3+ +4H2O |
+1,300 |
||
H+, PbO2, Pb2+ (Pt) |
PbO2 +4H+ + 2e = = Pb2++2H2O |
+1,455 |
||
H+, MnO4−, Mn2+ (Pt) |
MnO4−+ 8H+ + 5e = = Mn2+ +4H2O |
+1,510 |
||
Ce4+, Ce3+ (Pt) |
Ce4+ + e → Ce3+ |
+1,610 |
||
Co3+, Co2+ (Pt) |
Co3+ + e → Co2+ |
+2,010 |
||
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
1. Химическая кинетика 1.1 Кинетика простых реакций |
3 |
1.2. Кинетика сложных реакций 1.2.1. Обратимые реакции 1.2.2. Параллельные реакции 1.2.3. Последовательные реакции 1.2.4. Метод квазистационарных концентраций 1.2.5. Термодинамический аспект теории активированного комплекса (ТАК) |
6 6 8 10 13 16 |
2. Примеры решения задач |
17 |
3. Расчет ионных равновесий 3.1. Расчет ионных равновесий в гомогенных системах 3.2. Расчет гетерогенных ионных равновесий 3.3. Примеры решения задач |
46 46 52 55 |
4.1. Общие сведения 4.2. Примеры решения задач |
68 68 70 |
5.1. Равновесные электродные процессы. Классификация электродов 5.2. Вычисление ЭДС гальванического элемента 5.3. Зависимость ЭДС от температуры 5.4. Примеры решения задач |
73 73
78 81 82 |
6. Библиографический список |
90 |
Приложения |
91 |
Учебное издание
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
В 2 частях