В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 1 (1108732), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Так, например, тепловой эффект реакции (6.6) составляет АН= — 630 кДжумоль. При подстановке этого значения в уравнение (2.12) получаем, что производная = — 0,36. Это означает, что с повышением температуры на 1т ! ' логарифм константы равновесия уменьшается примерно на 0,4. Уменьшение весьма сушественное, однако в данном случае оно не вызывает практических изменений в полноте протекания реакции (6.6) даже при изменении температуры на десятки градусов, поскольку численное значение константы равновесия очень велико ([К К = 62) .
Ь.9. КОНС1АН1А РАВНОВЕСИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ. ЭДС И ИЗМЕНЕНИЕ С1АНДАР1НОЙ ЭНЕРГИИ ГИББСА Изменение стандартной энергии Гиббса связано с константой равновесия окислительно-восстановительной реакции уравнением (2.!3) . Можно найти также связь между стандартной ЭДС и изменением стандартной энергии Гиббса. Для этого обьединнм уравнения (2.13) н (6.25): Лпл = — [(Т1п К= — ЕТ "" " = — Е оЕ, (Е."„— Е,'„) оЕ ю ЕГ (6.30) где Е' — стандартная ЭДС элемента, равная разности стандартных потенциалов окислителя и восстановителя; и -- число электронов.
Уравнение (6.30) широко применяют для проведения различных расчетов. Например, можно рассчитать константу равновесия и стандартную ЭДС элемента, если известны стандартные энергии Гиббса образования участников реакции, Вопросы 1. Как изменяется окислительно-восстановительный потенциал в растворе, содержащем КМпО» и Мп50» при: а) увеличении концентрации КМпО», б) при увеличении концентрации Мп50»1 в) при увеличении рН раствора? 2. Пользуясь таблицей окислительно-восстановительных потенциалов, предложить реагенты для окисления; а) 1 до 1г) б) )з[Ог до МО~, в) Ге'г до Ге~с; г) 5гОз до 5»0'; д) А50з до А80з», е) 50гз до 50», ж) Мп'4 до МпО», з) Сг'е до СгО» 3.
В раствор, содержащий хлориды железа (П1), меди (11) и цинка (П), опустили железную пластинку. Какой металл будет осаждаться из раствора? 4. Можно ли действием дихпзомата калия в кислой среде окислить: а) Ге~т до Ге'+; б) Мп ' до МпО», .в) 50з до 50» г? 5. Почему при добавлении КС[з[ к раствору, содержащему ионы Ге ~ и Ге +, окислительно-восстановительный потенциал уменьшается? 6. Как влияет кислотность раствора на окислительно-восстановительный потенциал систем: а) СггОг г'/2Сг'+; б) МпО» /Мп'+; в) 50» з/Нз5; г) [з[Оз /[к[0; д) [з[Ог /)з)0; е) А50» /А50, '? 7. Почему ртуть не растворяется в Н250», но растворяется в Н[ с выделением водорода? 8.
Почему Ац не растворяется в Н[з(Оз, но растворяется в царской водке (Н)з[Оз + ЗНС1)? 9. Почему Н85 не растворяется в Н[з[Оз, но растворяется в смеси Н[з[Оз и НС) (1;3)? 1О. Как можно изменить направление окислительно-восстановительных реакций: а) 21 + А80»з + 2Н»' — з-1 4 + А80з + НгО б) 2Н20+ [г( + 50г — 2! + 4Н + 50» в) Вг +- Вг0 .+ 2Н вЂ” Вгз+ НзО г) 2Мпг4 + 5ВгО + 60Н вЂ” 2МпО» + 5Вг + ЗНгО Из ионного произведения воды получаем 1 ° !О !Н' ) = — = —.т= 5,9 !О' '" моль/л [ОН ! 1,7 1О Подставляем найденную концентрацию ионов водорода в уравнение Нернста: Еипгн =- О+ 005918(59 10 'а) = — 0545 В где Ен,ви' = О В. 2.
Вычислить ЭЛС гальванического элемента: 141102 моль/л р)г(740»)г, 2 моль/л р)Н»1(Нкгс1», 0,1 моль/л Кс!)нк В гальнаническом элеиенте на электролах протекают следующие реакции: 56 = Мгг' + 2с; Езч; гн, = — 0,23 В НК1» -1- 2е - 2НЕщ Еан„»,гн„= + 0,792 В Окислительно-восстановительные потенциалы этих электродон вычисляем по следующим ураннеииям: Е~г-гзь = Е"„,„з + ' !8 [Р)з» 1; 0,059 .2 . 0,059 Н г+ Для расчета необходимо знать равновесныс концентрации ионов )41 ' и Нкг Ранновесная концентрация ионов никеля определяется процессом комплексооб- разования, протекающим в избытке Р)нз. Примем, что в растворе доминирует Х)()ЧН»)1 и рассчитаем концентрацию ионов никеля: р)Р+ с,", ч з з»»»» <..
— 3»з а — з» Следонательно, Е,„,„, = — 023+ — '18327 1О г = — 048 В. Равновесная концентрация ионов ртути (1) определяется как растворимость Нд»С1г в О,! М КС1: [НК'.") — — нююь = — ' — '-г — = 1,3 !О моль/л ПР„, 13 (О " [С) ! (О,П Задачи 1. Вычислить потенциал водородного электрода в 0,5 М СНзСОО)з) а. Окислительно-восстановигельный потенциал водородного электрола н заданных условиях вычисляется по уравнению Еногн' = Енцгн + ' 18 [Н ! = Еи„гн + 0,05918 [Н 1. з, 0059 э» з 2 Концентрация ионов водорода в растворе определяется равновесием сн соо + н о. сн соон+ он Концентрацию ОН -нанон вычисляем по формуле ~~~ ! — 'г — '»= .н-н.
з 118 Ек» ' " ~ » = О 792 + 18 1,3 1О " = 0,323 В. ЭДС гальванического элемента составляет ЭДС = Ен з» Еч, ° =0323 ( 048)=0803В 3. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал в растворе, содержащем: а) [МпО» ] = ! моль/л, [Мп' ] = = 1 моль/л, [Нч ] = 10 ' моль/л; б) [МпО» ) = 1 моль/л, [Мпзь) = 1 моль/л, рН 3,0; в) [МпО» ) = 1 моль/л, [Мп'+] = = 1 моль/л, рН 5,0; г) [МпО» ] = 0,027 моль/л, [Мп'+] = = 0,013 моль/л, рН 6,59; д) 0,2 моль/л КМпО», 0,4 моль/л Мп50», 0,5 моль/л Н[з[Оз; Ответ: а) 1,42; б) 1,23; в) 1,04; г) 0,89; д) 1,48. 4. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал в растворе, содержащем 0,2 моль/л КзСгг07, 0,3 моль/л Сгз(50»)з и 0,5 моль/л Н)з)Оз. Ответ: 1,29 В. 119 5.
Окислительно-восстановительный потенциал платинового электрода, погруженного в раствор, содержащий КМпОо МпОз (т) и 0,01 М КОН, равен 0,738 В. Чему равна концентрация КМпО4 в этом растворе? Ответ: 0,1 моль/л. 6. Рассчитать окислительно-восстановительный потенциал в растворе, полученном смешением 20 мл 0,05 М )з(азАаОз и 18 мл 0,05 М !з при рН 8,0.
Ответ: 0,026 В. 7. Вычислить концентрацию КОН (г/л) в растворе, если потенциал водородно~о электрода, погруженного в этот раствор, равен 0,767 В. Ответ: 5,61 г/л. 8. Вычислить потенциал водородного электрода в 0,3 М НСООН. Ответ: — 0,13 В. 9. Вычислить потенциал водородного электрода в 5%-ном растворе ХНзС!. Ответ: — 0,27 В. 1О. Какую массу ЫН4С) нужно растворить в 1 л 0,1 М (з)Нз, чтобы потенциал водородного электрода, погруженного в этот раствор, был равен — 0,528 В? Ответ: 10,7 г. 11. Вычислить потенциал водородного электрода в растворе, полученном смешением 32 мл 0,25 М НС(Оз и 19 мл 0,4 М КОН. Ответ: — 0,12 В.
12. Чему равна концентрация )з)аСОз (моль/л) в растворе, если потенциал водородного электрода, погруженного в этот раствор, равен —.0,688 В? Ответ: 0,1 моль/л. 13. Вычислить потенциал водородного электрода в растворе, полученном смешением 1 л 0,1 М СНзСООХа и 100 мл 0,1 М СНзСООН.
Ответ; — 0,34 В. 14. Вычислить консганты равновесия окислнтельно-восстановительных реакций: а) 2НЫОз + 2! + 2Н"' 2ЫО + 1з + 2НзО б) 540з + 2! —. 25зОз + !з в) Нз5+1з 2Н' +5„21' г) 2Сгз"' + брезе + 7НзΠ— ° СгзО! + 6Гезч + 14Нь д) СгзО! + 61 + 14Н+. -2Сг'з + 31з+ 7НзО В каком направлении пойдут эти реакции при смешении эквимолярных количеств реагентов? Ответ: а) 1,12-10"; б) 7,61 1О 'з; в) 2,65.10"; г) 1,42 10 '"; д) 5,57 1О"'. 15. Вычислить равновесные концентрации ионов МпОз, Мп'т, Ге'т и Ге'т в растворе, полученном смешением 20 мл 0,1 М КМпОз и 20 мл 0,1 М Ге50, при рН 0,0. Ответ; 0,04; 0,01; 0,05; 1,13.10 " (моль/л). 16. Подобрать коэффициенты в следующих уравнениях реакций: а) МпОз + 5Оз з+ Не — Мпз+ + 50з +НзО б) МпОз + )Х(Оз + Не — Мп~+ + !х!Оз + НзО в) СгзО! + 1 ' + Н+ — Сгз' + 1з + НзО г) Мп04 + С1 + Н~ Мп~~ + С!з + НзО д) Сгзе + Вгз ОН вЂ” СгОз + Вг + НзО е) Мпзе + ВзОз + НзΠ— ~ МпО(ОН) з + $0~ 4+ Н ж) НзАэОз + 1 + Нэ — ~ НзАаОз + 1з + НзО з) Резз + Нз5 з.
Резз -(- 5 -1- Нчи) ЫОз + Нз5+ Нт -~ ЫО+ 5+ НзО к) ВгОз + Вг + Н+- Вгз+ Н,О л) Мп04 + Сгзе + НзО МпО(ОН)з + СгзОг~ + Нч м) Мпз' + РЬОз + Нт — МпОз + РЬ'е + НзО н) Мп04 + СзОз + Н -~- Мп~+ + СОг + НзО о) 1 + НзОз- 1з+ НзО и) 50з + 1з ~" 50з + 1 + Н по Б. Основные методы анализа Глава 7 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДОВ АНАЛИЗА Гравиметрический и титриметрические методы анализа играют существенную роль в овременной аналитической химии. Область практического применения этих методов расширяется благодаря использованию новых органических реагентов в гравиметрии, комплексонов в титриметрии и совершенствованию химико-аналитической аппаратуры. Как и в любом измерении, в результатах аналитического определения всегда содержится некоторая погрешность.
Оценка погрешности результата является частью анализа, а сама погрешность — его очень важной характеристикой. В связи с этим рассмотрение основных методов анализа включает и их метрологические характеристики. 7.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ До недавнего времени широкое распространение имел термин «ошибка измеренияж По ГОСТ 16263 — 70 этот термин относится к категории нерекомендуемых. Погрешностью измерения называют отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
