диаграммы Латимера (Экзамен, 2 семестр)

. На основании диаграмм Латимера (рН=14):

0.56B 0.27B 0.93B 0.146B -0.234B -1.56B

MnO₄^-------> MnO₄^2- ------> MnO₄^3- ------> MnO₂ -------> Mn₂O₃ ------> Mn(OH)₂------> Mn

0.81B -0.86B -0.89B

FeO₄^2-------> Fe₂O₃*xH₂O------> Fe(OH)₂------> Fe

-0.06B 0.867B

O₂---------> H₂O₂-----------> OH^-

1) Напишите уравнения реакций, протекающих при подкислении растворов манганата(VI) и феррата(VI) калия разбавленной серной кислотой до рН=7.

Ответ подтвердите расчетом Δ_rG^o₂₉₈. Cчитать активности всех ионов, кроме ОН^-, равными 1.

2) Какие формы Mn устойчивы (по отношению к растворителю и диспропорционированию) в водном растворе при рН=14. Ответ подтвердите расчетом Е_r^о.

3) Определите диапазон значений рН, при которых манганат(VI) устойчив к диспропорционированию. (22 балла)

4. На основании диаграмм Латимера (рН=0):

1.715B 1.802B 0.799B

Ag₂O₃ --------> AgO-------> Ag⁺---------> Ag

0.90B 2.09B 0.95B 1.50B -1.18B

MnO₄^--------> HMnO₄^- -------> MnO₂ -------> Mn³⁺ --------> Mn²⁺ -------> Mn

0.695B 1.76B

O₂---------> H₂O₂-----------> H₂O

1) Напишите уравнения реакций, протекающих при взаимодействии оксида манганата(III) и оксида серебра AgO c разбавленным водным раствором азотной кислоты при рН=4. Ответ подтвердите расчетом Δ_rG^o₂₉₈. Cчитать активности всех ионов, кроме Н⁺, равными 1.

2) Какие формы Mn устойчивы (по отношению к растворителю и диспропорционированию) в водном растворе при рН=0. Ответ подтвердите расчетом Е_r^о.

3) Определите диапазон значений рН, при которых манганат(III) устойчив к диспропорционированию. (22 балла)

4. На основании диаграмм Латимера (рН=0):

0.16B 0.52B

Cu²⁺--------> Cu⁺----------> Cu

1.46B 1.92B -0.28B

CoO₂ -------> Co³⁺ --------> Co²⁺ -------> Co

0.695B 1.76B

O₂---------> H₂O₂-----------> H₂O

1) Напишите уравнения реакций, протекающих при взаимодействии оксидов меди(I) и кобальта(III) c разбавленным водным раствором серной кислоты при рН=3. Ответ подтвердите расчетом Δ_rG^o₂₉₈. Cчитать активности всех ионов, кроме Н⁺, равными 1.

2) Рассчитайте минимальную концентрацию ионов Cl^-, которая подавляет процесс диспропорционирования Cu⁺, если ПР(CuCl)=10^-6. Считайте [Cu²⁺]=1 моль/л.

3) ) Определите наиболее устойчивую форму кобальта (по отношению к растворителю и диспропорционированию) в водном растворе при рН=0. Ответ подтвердите расчетом Е_r^о. Приведите два пример стабилизации Co³⁺ в водном растворе. Напишите уравнения реакций. .

1) Какой металл, Mn или Re, растворяется в стандартных условиях в кислотах-неокислителях, например, в HCl? Напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчетом Δ_rG^о₂₉₈ соответствующих реакций, используя приведенные диаграммы Латимера (рН=0) и рассчитанное значение Е_х.

0.5B 0.2B 0.3B Е_х -0.56В

R eO₄ ^- --------> ReO₂-------->Re³⁺---------->Re NO₃^- NO₂ NO

-0.14В

0.56B 2.26B 0.95B 1.51B -1.18B

MnO₄ ^-------> MnO₄^2- -------> MnO₂ ------->Mn³⁺---------> Mn²⁺-------->Mn (рН=0)

2) Используя приведенные выше данные и рассчитанное значение Е_х, определите термодинамически наиболее вероятные продукты взаимодействия Re с азотной кислотой, если реакция протекает с выделением NO₂. Ответ подтвердите расчетом Δ_rG^о₂₉₈.

3) Напишите реакцию взаимодействия Mn с раствором азотной кислоты и укажите условия ее проведения.

4) Как изменяется восстановительная активность металлов в ряду Mn, Tc, Re? Как изменяется устойчивость высших степеней окисления в указанном ряду?

5) Определите, какие ионы/соединения марганца неустойчивы к диспропорционированию на соседние степени окисления в водном растворе при рН=0. Ответ подтвердите расчетами и уравнениями соответствующих реакций.

1) Какие продукты получаются при восстановлении MnO₄^- в зависимости от рН среды? Ответ проиллюстрируйте реакциями взаимодействия КMnO₄ с K₂SO₃ в кислой и щелочной среде. Напишите уравнения реакций.

2) Используя диаграммы Латимера (рН=14), определите термодинамическую устойчивость ReO₄^- в водном растворе по отношению к растворителю при рН=14.

-0.59B -0.55B - 0.06B 0.87B

ReO₄ ^- ------------>ReO₂----------->Re O₂ ------------> НO₂^- ------------> Н₂О

Ответ подтвердите расчетом.

3) Устойчив ли КMnO₄ в водном растворе при рН=14? Напишите уравнение реакции. Укажите, как в щелочной среде изменяются окислительные свойства в ряду MnO₄^- - ТсO₄^- -ReO₄^-.

4) Используя диаграмму Латимера (рН=14)

0.56B 0.27B E_x 0.15B -0.23B -1.56B

M nO₄ ^-------> MnO₄^2- -----> MnO₄^3- ------>MnO₂----->Mn(OН)₃ ----->Mn(OH)₂----->Mn,

0.59B

вычислите E_x и определите, какой ион/соединение марганца неустойчив к диспропорционированию на соседние степени окисления в водном растворе при рН=14. Напишите уравнение реакции. Ответ подтвердите расчетом. (24 балла)

1)Используя диаграммы Латимера (рН=0):

1.20B 1.69В 0.93В E_x^о

Au₂O₃ Au⁺  Au [AuCl₄]^-  [AuCl₂]^-  Au,

1.00В

а) рассчитайте значение E_x^о;

б) вычислите величину константы равновесия процесса [AuCl₂]^-↔Au⁺ + 2Cl^-;

в) определите, будет ли окисляться [AuCl₂]^- до [AuCl₄]^- кислородом в стандартных условиях, если E^o (O₂/Н₂О)= 1.23 В? Напишите уравнение возможной реакции в ионной форме. Ответ подтвердите расчетом значения Δ_rG^о₂₉₈.

2) Комплекс [AuCl₄]^- диамагнитен. Сколько неспаренных электронов в этом комплексе? Какое геометрическое строение имеет этот комплексный анион? Нарисуйте схематически распределение электронов на расщепленных d-орбиталях в указанном комплексе.

3. 1) Используя диаграммы Латимера :

0.16B 0.52В 0.10В E_x^о

Cu²⁺Cu⁺ ―Cu Cu(NH₃)₄²⁺  Cu(NH₃)₂⁺  Cu,

0.0 В

а) рассчитайте значение E_x^о;

б) вычислите величину константы равновесия [Cu(NH₃)₄]²⁺↔Cu²⁺ + 4NH₃;

в) будет ли окисляться [Cu(NH₃)₂] ⁺ до [Cu(NH₃)₄]²⁺ кислородом в стандартных условиях, если E^o(O₂/OH^-)= 0.401 В (рН=14)? Напишите уравнение возможной реакции в ионной форме. Ответ подтвердите расчетом значения Δ_rG^о₂₉₈.

2) Магнитный момент комплекса [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺ ≈1.72μ_В. Сколько неспаренных электронов в этом комплексе? Подтвердите расчетом. Какое геометрическое строение имеет этот комплексный катион? Нарисуйте схематически распределение электронов на расщепленных d-орбиталях в указанном комплексе.

1) Используя диаграммы Латимера (рН=0):

1.26B 0.92В 1.29В E_x^о

PdO₂ Pd ²⁺ --Pd PdCl₆^2-  PdCl₄^2-  Pd,

0.96 В

а ) рассчитайте значение E_x^о;

б) вычислите величину константы равновесия [PdCl₄]^2-↔Pd²⁺ + 4Cl^-;

в) определите, будет ли окисляться [PdCl₄]^2- до [PdCl₆]^2- кислородом в стандартных условиях, если E^o (O₂/Н₂О) =1.23 В? Напишите уравнение возможной реакции в ионной форме. Ответ подтвердите расчетом значения Δ_rG^о₂₉₈.

2) Комплекс [PdCl₄]^2- диамагнитен. Сколько неспаренных электронов в этом комплексе? Какое геометрическое строение имеет этот комплексный анион? Нарисуйте схематически распределение электронов на расщепленных d-орбиталях в указанном комплексе.

5. На основании диаграммы Латимера (рН=0):

0.90B 2.09B 0.95B 1.50B -1.18B

MnO₄^--------> HMnO₄^- -------> MnO₂ -------> Mn³⁺ --------> Mn²⁺ -------> Mn

1) Определите, какие формы марганца будут диспропорционировать в кислой среде (рН=0). Ответ поясните.

2) Определите, для каких форм марганца термодинамически возможна окислительно-восстановительная реакция с растворителем (рН=0), если Е⁰(O₂/H₂O)=1.22B, Е⁰(Н⁺/H₂)=0В. Напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчетом э.д.с. реакции.

3) Определите, образование какой формы марганца, Mn(IV) или Mn(II), термодинамически наиболее вероятно при взаимодействии Mn(III) с нитрит-ионом при рН=3, если

0.94В Ex

NO₃^---------->HNO₂--------->NO (рН=0)

0.96B

Напишите уравнение реакций. Ответ подтвердите расчетом Δ_rG.

Cчитать активности всех ионов, кроме Н⁺, равными 1.

. 4. На основании диаграммы Латимера (рН=0):

0.55B 1.34B 2.10B -0.42B -0.90B

Cr₂O₇^2---------->Cr(V) ---------> Cr(IV) --------->Cr(III) --------->Cr(II) --------->Cr

1) Определите, какие формы хрома будут диспропорционировать в кислой среде (рН=0). Ответ поясните.

2) Определите, для каких форм хрома термодинамически возможна окислительно-восстановительная реакция с растворителем (рН=0), если Е⁰(O₂/H₂O)=1.22B, Е⁰(Н⁺/H₂)=0В.Напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчетом э.д.с. реакции.

3) Определите, образование какой формы хрома, Сr(VI) или Сr(II), термодинамически наиболее вероятно при взаимодействии Cr(III) с раствором пероксида водорода при рН=3, если

0.70B Ex

O ₂---------> H₂O₂-----------> H₂O (pH=0).

1.23B

Напишите уравнения реакций. Ответ подтвердите расчетом Δ_rG.

Считайте активности всех ионов, кроме Н⁺, равными 1.

1)Используя диаграммы Латимера (рН=7):

+1.81B –0.28B E_x – 0.43B