Семинары (791990), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Для регенерации воздуха в замкнутом помещении можно использовать смесьпероксида водорода и надоксида калия. В каком соотношении надо взять этивещества, чтобы состав воздуха не менялся?10. BrF3 используется в качестве растворителя, который является, как донором,так и акцептором ионов F-, а также проявляет сильные окислительные свойства.В среде BrF3 удобно проводить синтез фторокомплексов. Автоионизация BrF3проходит по схеме:2BrF3 ↔ BrF2− + BrF4− или BrF3 ↔ BrF2+ + F−Уравняйте приведенные ниже реакции методом электроноого баланса:OsBr4 + CsBr + BrF3 = CsOsF6 + Br2Ru + CsBr + BrF3 = CsRuF6 + Br2Pd + CsBr + BrF3 = Cs2PdF6 + Br211.
Восстановите левую часть уравнения по правой:… = 4СH3COOK + 3(CH3COO)2Mn + MnSO4 + 6H2O… = 8СH3COOK + (CH3COO)2Mn + 7MnSO4 + 22H2O… = nCl2 + nH2O + nK2SO4… = NaBO2 + 4H2… = 6NaHSO4 + 8NO + H2O12. Экспериментально установлено, что следующие реакции протекают слеванаправо:Fe3+ + Ag(тв) + Cl− = Fe2+ + AgCl(тв)Fe(тв) + 2Н+ = Fe2+ + Н22AgCl(тв) + Н2 = 2Ag(тв) + 2Н+ + 2Сl−Основывааясь на этих результатах, укажите направление следующихреакций:Fe(тв) + AgCl(тв) = Fe2+ + 2Ag(тв) + 2Сl−3Fe2+ = 2Fe3+ + Fe(тв)13. Что такое стандартный электродный потенциал? Записать химическуюреакцию,соответствующуюданномустандартномуэлектродному14потенциалу. Определить ∆G298 для этих реакций, указать направлениесамопроизвольного протекания.14.
а) Каким окислителем: перманганатом калия или иодом можно окислить встандартных условиях хлорид-ионы до свободного хлора?б) можно ли хлорид олова (II) окислить иодом?СЕМИНАР № 14КОЛИЧЕТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙУравнение связи константы равновесия ОВР и ∆Е°.
Факторы, влияющиена кс и ∆Е°. Независимость ∆Е° от количества электронов. Величина ∆Е° иликритерий обратимости ОВР.Диаграммы Латимера. Вычисление неизвестных стандартныхэлектродных потенциалов исходя из известных. Вольтэквивалент. Устойчивостьк диспропорционированию.Уравнение Нернста. Вывод уравнения Нернста из изотермы химическойреакции. Рассчет реальных потенциалов полуреакций и реакций.ЛитератураСм. семинар № 13Задания для подготовки к семинару1. Определить ∆Е°, ∆G° и кс следующих реакций. Что можно сказать о глубинеих протекания от момента смешения (активность всех веществ равнв 1) доустановления равновесия.Cd2+ + Zn = Zn2+ + CdE°Cd2+/Cd = -0.40 BE°Zn2+/Zn = -0.763 BS4O62- + Fe2+ = S2O32- + Fe3+E°S4O62-/ S2O32- = 0.219 BE°Fe3+/Fe2+ = -0.77 BCr2O72- + Cl− = Cr3+ + Cl2E°Cr2O72-/ Cr3+ = 1.33 BE° Cl2/Cl- = 1.35 BРассчитать ∆Е°, к и ∆G° указанных реакций.
Что можно сказать оположении равновесия?а) разрядка ″свинцового″ аккумулятора:PbO2 (тв) + H2SO4 + Pbмет. → PbSO4 (тв) + H2OE°PbO2/PbSO4 = 1.685 B, E° PbSO4/Pb = -0.335 Bb) Работа ″сухого″ элемента:Zn + MnO2 + NH4Cl → Zn(NH3)4Cl2 + MnCl3 + H2OE°Zn(NH3)42+/Zn = -1.04 B, E° MnO2/Mn3+ = 0.948 Bc) электролиз раствора поваренной солиNaCl + H2O → NaOH + Cl2 + H2E°H2O/H2 = -0.83 B, E° Cl2/Cl- = 1.35 B15Почемурассчитанныезначенияотличаютсяотнаблюдаемыхвдействительности?2. Вычислите равновесные концентрации в системе, образованной следующихкомпонентов, каждый из которых первоначально находится в стандартномсостоянии: Ag+, Hg2+, Ag(изб), Hg(изб).3.
Что такое ″диаграмма Латимера″? Как ее строят и для чего используют?Почему для расчета неизвестного значения потенциала полуреакциинеобходимо применять вольт-эквиваленты (nE°)? Постройте фрагментыдиаграмм Латимера по приведенным данным и рассчитайте неизвестныезначения Е°х:Е°ClO4-/Cl2 - ?, ecли Е°ClO4-/Cl- = 1.380 В, Е°Cl2/Cl- = 1.358 ВЕ°H2SO3/H2S - ?,ecли Е°H2SO3/S = 0.450 В, Е°S/H2S = 0.142 Вecли Е°JO3-/J2 = 1.195 В, Е°JO3-/J- = 1.085 ВЕ°J2/J- - ?,На основании приведенных диаграмм Латимера ответить наприведенные вопросы:рН=14:-1.123--1.572---2.05-0.9-0.8PO4 → HPO3 → H2PO2 →P(кр.) →P2H4 (ж) → PH3 (г)рH=0:-0.28-0.50-0.51-0.1-0.06Н3PO4 → H3PO3 → H3PO2 →P(бел.) →P2H4 (ж) → PH3 (г)Рассчитать: Е°PO43-/P(кр), Е°H2PO2-/PH3 (pH=14), Е°H3PO3/P2H4 (pH=0)Устойчив ли Р(кр.) к диспропорционированию на РО3- и РН3 (рН=14)?Устойчива ли фосфористая кислота Н3РО3 к диспропорционированию наН3РО4 и РН3 (рН=0)?4.
Могут ли реакции, у которых ∆Е°>0 протекать справа налево? Вывестиуравнение Нернста из уравнения изотермы химической реакции. С помощьюэтого уравнения рассчитайте потенциал медного электрода, погруженного в:0.02М раствор Cu2+;0.02М раствор Cu+;0.03М раствор KJ, насыщенный CuJ;0.001М раствор NaOH, насыщенный Cu(OH)2.E°Cu2+/Cu = 0.34 B, E°Cu+/Cu = 0.52 B, ПР(CuJ)=1.10⋅10-12, ПР(Cu(ОН)2)=1⋅10-20Выразить величину реального электродного потенциала указанныхсистем через концентрацию Cl−:a)хлорсеребряного злектродаAgтв. + AgClтв. + H2O + KClb)каломельного электродаHg + Hg2Cl2 + H2O + KClПРAgCl = 1.78⋅10-10, Е°Ag+/Agтв.=0.799ВПРHg2Cl2 = 1.32⋅10-18, Е°Hg22+/Hgж=0.790В5.
В одном стакане имеется раствор, содержащий ионы [Ce(SO4)3]3− и Се3+, вдругом – MnO4− и Mn2+. Содержимое обоих стаканов слить. Как будут менятьсяконцентрации этих четырех ионов, если в первоначальный момент послесмешения16концентрации всех веществ равны 1М[Ce(SO4)33−] = 0.1М, [MnO4−] = 10−2M, pH=2, [Ce3+]=10−3M, [Mn2+]=0.1M6. Для определения ∆fG°(T ) (энергии Гиббса образования) соединений КCoF3и К2CoF4 был применен метод ЭДС. Использовались следующиеэлектрохимические ячейки (рабочая среда – расплавы солей):1)Сo, К2CoF4, KF | CaF2 | CoF2, Co2) Сo, К2CoF4, KCoF3 | CaF2 | CoF2, CoПотенциалообразующими реакциями служили:2KF + CoF2 = K2CoF4(1)K2CoF4 + CoF2 = 2KCoF3 (2)Установлены следующие Т-зависимости ЭДС этих реакций (Е в mv):∆E(1)=143.2 + 129.8⋅10-3TT=920KT=900K∆E(2)=147.3 + 68.2⋅10-3TЗаписать анодный и катодный процессы для обеих реакций. Определитьзначения ∆H°Т, ∆S°T и ∆G°T этих реакций при Т=900К.СЕМИНАР № 15РАСЧЕТ РАВНОВЕСИЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ С УЧАСТИЕМ ОВР.Диаграммывольтэквивалент-степеньокисления.Построение.Применение для оценки устойчивости различных степеней окисления,нахождение ∆E°.СмещениеравновесияОВР:одноименныеионы(рН),комплексообразование, нерастворимые и малорастворимые соединения.Применение закона Бесса для отыскания неизвестных констант исходя изизвестных (∆E°, ПР, констнты устойчивости βn и др.).рН-зависимые полуреакции.
Диаграммы преобладающих форм (Е-рН).Границы устойчивости ионов и молекул в водном растворе.Ограничения в применении E° и уравнения Нернста.Литература[8,11,13,32,33,35]Задания для подготовки к семинару1. Вычислите константу устойчивости β4 иона Cu(NH3)42+.E°Cu2+/Cu = 0.337B, E°(NH3)42+/Cu = - 0.053B2. Рассчитайте E° полуреакции: VA− + e = VA2−H4A – этилендиаминтетрауксусная кислота.Константы устойчивости комплексов:β1(VA2−) = 5.0⋅1012; β1(VA−) = 7.9⋅1025; E°V3+/ V2+ = 0.225B3. Найти отношение констант устойчивости комплексных анионов [Fe(CN)6]4− и[Fe(CN)6]3−, если известны E°Fe3+/ Fe2+ = 0.77B; E°[Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4- = 0.36B.4. Рассчитать ПР(Hg2SO4) из стандартных потенциалов полуреакций:Hg2SO4 (тв) + 2е = 2Hg (ж) + SO42−E°=0.615B2+Hg2 + 2e = 2Hg (ж)E°=0.789B5.
Как определить ПР(СuBr2), если известны следующие константы:17E°Cu+/Cu(тв)=0.522В, E°CuBr(тв)/Cu(тв)=0.033ВE°Cu2+/Cu+=0.16В,E°Cu2+/CuBr(тв)=0.65В−136. ПР(Ni2P2O7) = 1.7⋅10 . Рассчитайте Е° полуреакции:Ni2P2O7 + 4е = 2Ni(тв) + P2O42−, если E°Ni2+/Ni(тв)= - 0.250В.7. При очистке сульфатных растворов титана от примесижелеза3+2+восстанавливают Fe до Fe железнымит опилками по реакции:2Fe3+ + Fe(тв) = 3Fe2+.
При каком соотношении концентраций Fe3+ и Fe2+начнется восстановление Ti4+ по реакции:2TiOSO4 + Fe + 2H2SO4 = Ti2(SO4)3 + FeSO4 + 2H2Oи концентрация Ti3+ достигнет 10−3 М?E°Fe2+/Fe= - 0.44В, E°TiO2+/Ti3+=0.10В; [TiO2+]=[H+]=1M.E°Fe3+/Fe2+=0.77В,8. Рассчитайте значение ∆E реакции взаимодействия сульфат- и сульфид- ионовс образованием серы в первоначальный момент времени после смешенияBaSO4, MnS и S в водном растворе (рН=7). Почему в действительности иакаяреакция не идет?E°SO42-/S2- = 0.149В, E° S(тв)/S2- = - 0.476В,ПР(BaSO4) = 1.05⋅10−10ПР(MnS) = 2.51⋅10−13,9. Sn2+ образует с Сl−-ионами устойчивый комплекс SnCl42−.
Fe2+ не образуеттакого комплекса. В растворе, содержащем Sn2+, Fe2+, Fe(тв), Sn(тв) и Сl− - былизафиксированы следующие равновеснве концентрации:[SnCl4−] = 0.040M, [Fe2+] = 0.60M, [Сl−] = 0.90M. Определите Куст(SnCl42−).E°Sn2+/Sn(тв) = - 0.136В; E°Fe2+/Fe(тв) = - 0.44В10. Для растворения Cu, Ag, Au используют раствор KCN. В слусае Ag и Auчерез раствор необходимо продувать воздух. В случае Сu – не нужно. В чемпричина растворения этих благоодных металлов и наблюдаемого при этомотличия между Cu и Ag с Au. Ответ обоснуйте расчетами.
Справочные данныевозьмите из книги Алимарин И.П., Ушакова И.Н. Справочное пособие поаналитической химии, 1977, табл. 28, 29.0.1530.5212++Cu → Cu → Cu твβ2(Cu(NH3)2+) = 7.41⋅1010, β4(Cu(NH3)42+) = 4.68⋅1012Записать диаграмму Латимера для аммиачных растворов Cu2+ и Cu+([Cu(NH3)42+]=[Cu(NH3)2+]=[NH3]=1M). Сопоставить полученную диаграмму сприведенной выше, а также с аналогичной диаграммой для растворов в жидкомаммиаке:0.440.362++Cu ам → Cu ам → Cu твКак меняется устойчивость Cu(II) и Cu(I) в этих трех растворах?11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
