Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (1110138), страница 38
Текст из файла (страница 38)
7нзО содернит шггазойо %=(00016/0500)'100=032 212 Пример 5. Навеску массой 0,%00 г ГеЯО» 7НзО (мол. масса 278,05) растворили в 100,0 мл 1 М НС(. Потенциал платинового электрода, погруинвного в этот раствор, равен 0,320 В относительно НКЭ. Рассчитайте массовую долю (ьА) геэ(ЯОе)э в препарате. Мол. масса (Еез(804)з) 399 88' Ф'"1н", г м нег=0 459 В. Решелве. Обратите аввманае ва то, что в условен задачи дан формальный потенциал парм Ге(Ш)/Ге(11) в ва та, как сильно умааьппьчса ои по сравнению с йе этой пары за счет образованна хлоридныа комплексов Ге((П). Подсгаввв давние из условна а уравнение Нернста, Нрамер б.
Дла взакревва РН квелого распюра попользовала ячейку НКЭ 1Н+(х М), иппвдрон (вас.) 1РГ В услоавах экспервмевта (25 С) ЭДС вчейюг Раева 0,313 В. Каков РН авалазвруемого раствоРа, еслв Енкэ=0 240 В, а Ялц+дг О 0099 В7 рпиение. В кислых распюрах погрешность взмереллх РН с помощмо хввгвдроввого электрода звачвтелыю ввве погрешвсспк взмереввй стехллавым электродом, поэтому хввгшйэоввый электрод часто вспользуют а лабораторвв. В ачейке, как мы аидам, ввдвкаторвый электрод калжтса катодом. Запвшем урааневле полуреакцав, спределлкощей его потевцвал, он гилрсхинси111 О1 и2Н е2р хинин(О> в ураввевве Нервстадха этой полуреакцвв 0059 аоаизЕ=де + + — 1б- — =Я, — 0,059РН, ОЛЦ "/НгЯ 2 ац,Π— %.ж'Дкхп 0,313-0,099 — 0,059РН вЂ” 0,240; 0,059 РН =0,140, РН 2,37. 0,059 т .
кСв1 Е=СОПМ+ '.. 10(аС...+Л~хз хск Рглв учесть, по 1,0% от определяемой ковцептрацвв кальцва ссставлхат 1,0' 1О е М, то можае записать, что требовавве, псстааленвое а условие задача, досгвгаетсл, если й им ам,*.<1,0 10-', где М -- посторовавй вов (а даевом случае Са' влв Ха ). Итак, допуствмаа "овцевтрацик (к) волов Мбх+ 1,4 1О хх (1,0 10 е, 2/2 213 Пример 7. Рассчитайте допусивиуш ковцевтрацаю воноа магвва в натрии, прв которой пагрелшость определеши 1.0 10 е М казацка ве прехьппает 1,0%. Велвчины коэффвцаевтоа селектаавоств электрода А~~'в,— — 3 1О э в )г)а'.
=1,4.10 з. Реилиие. Обратвтт аввмавве ва то, что Са-селектаввый электрод заметно лучше Различает вовы Сах+ в Ха+, чем ионы Саэ в Мбз+ так кек а первом случае шпффвцвевт селектвавсств замепю вике. Запишем ураавевве Нвкольского в общем аеас: и во в раста р в 0,059 гФ ио е= пи+ 18( -+%%0, во ° ~Э Под д 1 ор 100 =сспм+ 59 18 (0,01 ' 0,88) ваходим, что сопке -21,3 мВ.
По даввым длк раствора 2 вычислим Гф$ 1д. 93 — 21,3 — 5918(0,01 084+АД() (001'045) 1, Цсдткз ч 0047. И ваходим алтвввость ионов Г в растворе 3 вв 60=-21,3-59Щаг-+0047(002) ), ав-=0035 М. Пример 9. Потенциал М8-селективвого электрода в 1,О 10 з М МЕС)з при 30'С равев20мв. а в растворе, содериащем1,0 10 з М Мйа и 1,0 10 ' М КС3,22мв. Вычислите "ма к. превебрегак ионной силой.
Решение. Запалым уравнение Никольского с учетом того, что при 30'С длк двухзаркдвого катиона предлогарифмвческвй коэффвциевт равен 30 мВ Е=СОЗВт+3018(аы э +ФУ аз,). Найдем величину сопке по данным задачи прв отсутствии в растворе постОРовввх волов 20 пи+30180,001; аГ ПО В. 214 Находим лмээзд по звачевию потевцвала в РаствоРе, содеРиащем ионы М8'э ьт К+, 22 110+ЗИ8(1 10 э+«л~~0,1эй )ф~и 17.10-г Пример 10.
Потевцвал р-селеатввиого электрода, погруиеввого в 25,0 мл пробы (25'С) измевился от 105 ло 80 мВ при добаэлеиви 1,00 мл 5,0 '10 э М !цар. Сяольхо ьшллвтраммов фтора содеривтса в пробе, если извество, что аругвэиа элеатродвой фуикцви иа 3 мВ паже теоретической. Мол. масс (Р) !9,0. Решение. При вспользоваиии метода добавоа содериаиие определяемого яомповевта с учетом разбавлевия рассчитывают по формуле ( ал7з с„=с 10 1'„+Р 1, 1' +«' гле 1", — объем ставлартиого раствора; «'„— объем пробы; АЕ= Ег — Е, (Е! — потеицвал злеятрода до введения добавки, Ез — потенциал элеатрода после введеввл добавки)," Я вЂ” арутэова элехтродвой функции. По условию задачи яругвзва элеатродвой фувхцви Г-селеатвввого элпггроэза иа 3 мВ виве теоретячесаой, т. е.
прв 25 С составляет 56 мВ -э сэ=0,05 — ~10 — ~ 1,05 10 э М, 26'з, 26У' гав=105'10 э 19'25=0 50 мг Тот ие результат моэщо получать, решив сиспму вэ двух урэвиеивй: 105 =сопэг — 56!8 е, 1'0,051 80=оспа! — 56!8 с„+ — ), 26 ) с 1,05 10 э М ми=050 мг Прамер 11. Дла определевиа Кз амана ВННз измерили ЭДС ячейки Нт(1 атм), РЦКг(Нз(5„4 10 э М), КХНэС!(7,5 10 * М)8СВЭ При 25'С ЭДС раева 0,481 В. Рассчатайте величвву аовстыты ссвоввости авива. Решение. Вспомним, чго Е = Е,— Е, В данном случае катод СВЭ, следоватвльио, Е, 0,00 В, а 'Е,= — 0,481 В. На вводе протекает реахция Н,— м 2Н' Запюпем уравневие Нервста 0„059 Е Ье -н + "' !й~н' 0'0 О'059 рН э По условшо задачи — 0,481 = — 0,059 рН, 215 следовательно, а исследуемом растворе рН 8„15 в рОН 5,85.
Запишем уравнение кислотно-основной реакции с участием КХНэ КХНэ+Нг з ~ КХНз +ОН и выранение дла константы его освоавости Кь Кь=[КХНз~] [ОН "ИКХНэ] Кь =РОН вЂ” 18[КХНэ~ККХНз]= 5,85 — 18(0,0750/0,0540) 5,85-0,14 5,71, следовательно„ Кь=1.95'10 е Прэаьер 12. ЭДС гальванического элемента НК1атм), РЦ НА(0,150 М), ХаА(0,2% М) И СВЭ равна 0,310. Рассчитайте эеличвну К НА. Реимвве. Длк реакцвв, протекающей на аноде, Нэ — 2е ~ 2Н запишем ураэнеьше Не рвота 0,059 [Н+]э Ее=)ьзн'дь,+ — 18 =0*00 — 0059 РНь 2 Рн, по углоавю задачи Е= — 0„310 В, следовательно, 0,059 РН= 0,310 и рН 5,25.
Поскольку Е [Н+] [А ИНА], то РКь=РН 18[А ИНА]=5,25 — )8(0,250/0,150)=503 и К 9,35'10 е. Пример 13. ЭДС гальванического клемента Нэ(!атм) РЬ1(Н*(а=1)цНХ(1,0'10 ' М), АЕХ(вас)[А8 рвана 0,281 В при 25 С. Рассчитайте величину Кз ь л. Реемиие. Интересующее иас реакцаа протекает на катоде, поэтому правде всего рассчитаем пстевцаал катода 0,281=Е,-Е,=Ез — 0,0; Е =0,2М В. $такцил на катоде АЕХ+е Ай+ х прецстааэает собой сочетание полуреакцин А8'+с~Ай (Ес .1аэ=0799 В) и реакцви образованна АОХ А8 +Х- ~А8Хэ 216 константу равновесна которой 7~~ = пав-лх- и нудно рассча тать.
Записываем ураэнение Нернста Кв а=йод Ч~ +0059!Ваа - =0,799+0,05918 — =0799+6059!8 а„- (Х )ух- Рассчитаем ионную селу раствора 1,0 '10 г М, в который погруиен катод 2=1/2(0,!'1г+О,! 1г) 0,1 М. коэффициент активности однозаркдного вова х прн 1=0,1 м равен О,В! (см, Приленские ч'!). Наводим величинУ Яф~ длл АВХ (Д,-Д,ч )/0,059-)ВК,'/(Х-)У -. (О 281 — 0,799)/0,059 18 К,/(0,1 '0,81), !87~= — 986 н 7~~=1,39'1О ~- Пример !4. ЭдС гальванического элемента сиэ1нй!.г(2,5 10 эм), !ваЦ5,0 10 гм)!нй цри 25'С рвана 0,605 В. Рассчитайте величину /!г лла комплекса Н81-г (йене"гнв= =0,850 В).
Ремелве. Длл полуреатции Н81.г+2е ~ На+21., лротекакипей иа катоде, запишем уравнение Нернста„испольэук величину вен,. 0,059 1 0,059 0,059 Кв вен + ' ! + ! !/(в)2+ ' !8(НВ(с) в '!нв 2 /) Потенциал катода по условию эалачн равен 0,605 В, поэтому 0 605 О 85 0 0295(18/1г) 0029518(0 05)э+ 0 029518(25. 10-з) Следовательно, О 0295 )8/)г = О 245+ 0 075 — О 075, 18/)г=0,245/00295 =844; !8/)г= 2,75 Ров Задачи 1. Рассчитайте потенциал серебряного электрода в растворе с активностью иодид-ионов, равной единице, и насыщенном АВ1. Ответ: — 0,15 В 2.
Рассчитайте потенциал стеклянного электрода (соп81 = 0,350 В) в растворе с рН 5,0 относительно хлоридсеребряного электрода сравнения. Ответ: — 0,167 В. 217 3. Рассчитайте потенциал медного электрода в растворе, пасы щенном СиА, и содержащем 1,0 10 ~ М ЫВА; .К~=1,7 10 'в. От. вет: -0,01 В. 4. Рассчитайте теоретический потеыциал платинового электро в растворе, содержащем 0,2 М Ре(П1) н 0,1 М Ре(П): а) отыосительы СВЭ; б) относительно НКЭ.
Коэффициенты активности принят равными едвннце, 1=25'С, Еыкэ —— 0,242 В относительно СВЭ. От вет: а) 0,788 В; б) 0,546 В. 5. ЭДС гальваыического элемента НКЭ 11 ВСЫ (Х,М),СпЯСЫ(нас.)1Си при 25'С равна 0,076 В, Напишите уравыение, связывающее величину ЭДС ы рай и рассчитайте РЯСЫ. Ответ: 8,2. б.
Потеыциал платинового электрода в растворе, содержащем УО~+, УО4+ и 1,0 10 з М НС1, равеы 0,640 В относительно НКЭ. Рассчитайте соотношение (УО,+)ДУОх~); Евкэ=0,242 В. Ответ: 100: 1. 7. Сколько процентов С41(11) останется в растворе в виде С41(ЫН,)4~ по окончании электролиза при — 0,880 В (относительно СВЭ), если исходная концентрация 01(И) 1,0 1О з М, а концентрация ЫНз 1 М? Ответ 2 10 4% 8. Рассчитайте концентрации Уп(П), Ре(П) и РЬ(П), при которых погрешность определения 1,0 10 4 М Са(П) с помощью Са-селективного электрода не превышает а) 1,0%, б) 10,0%. Величины Ц и= 3,2," 0,80 и 0,63 для М=Ул(П), Ре(П) и РЬ(П) соответственно.
Ответ: ) а) 3,7 10 ' М Хп(11), 12 1О в М Ре(11), 1,6 10 в М РЬ(11); б) 3,1 10 в М Ул(11), 1,25'10 з М Ре(П), 1,2 10 з М РЬ(11). 9. Потенциал стеклянного электрода в буферном растворе с рН 4,00 равен 0,209 В при 25'С. В растворах с неизвестными РН потенциал был равным: а) 0,301 В; б) 0,070 В. Каков рН растворов а и б? Ответ: а) 5,56; б) 1,67.
10. ЭДС ячейки из свинцового анода в 2,0 10 з М растворе КВг с рН 8,00, насыщенном РЬОНВг, и СВЭ равна 0,303 В. Схематически изобразите ячейку и рассчитайте К, РЬОНВг. Отвеин 1,26 ' 10 '~. 11. ЭДС гальванического элемента Уп1е,пХ4з (6,0 10 ~ М),Х (1,5 10 ') М)11СВЭ равна 1,072 В. Рассчитайте ф4 ХпХ4~, приняв температуру равнов 25'С, а коэффициенты активности равными единице. Ответ: 4,6 10'~.
12. В 50,0 мл раствора, содержащего следы РЬ(П), погрузилв свинец-селективный электрод, потенциал которого равен -0,471 В (НКЭ). После добавки 5,0 мл 0,0200 М раствора РЬ(11) потенпиал 2!В стал — 0,449 В. Какова концентрация (М) свинца в растворе? Ответ: 4,08 10 ~ М. 13. Из приведенных данных (25'С) рассчитайте активность ионов кальция в растворе 3. 1. Что такое равновесный потенциал? 2.
Для каках окнслительно-восстановительных систем применимо уравнение Нернста? Э. В каком режиме должна работать злектрохимическая ячейка при измерении равновесного потенциала? 4. Укажите знаки электродов в гальваническом элементе и на щите уравнение для ЭДС гальванического элемента. 5.
Что такое концентрационный элемент? Как вычисляют Э такого элемента? дс 1~1 Ответ: ао; — -0„1020 М. 14. Потенциал Р-селективного электрода в 1,0 ' 10 2 М 19аР при 25'С равен 100 мВ, а в растворе, содержащем 1,0 10 ~ М 19аР и 1,0'10 ~ М 19а,%Он 93 мВ. Вычислите ~ф'-'до*-, приняв 1=0. Ответ: 0,031. 15. В растворе (25,0 мл) с неизвестным содержанием ионов меди потенциал Сп-селективного электрода при 25'С равен 190 мВ. После добавки О,Я) мл 0,1500 М раствора Сп" он вырос до 205 мВ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
