СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

2
pO
a HO
0
0059 , ⋅
2 2
E − = E + lg
O2
/ OH
4
4 a −
OH
. (42)
Активность воды меняется мало и ее считают постоянной величиной,
Е 0 – стандартный потенциал кислородного электрода (+0,401В);
−
a − = 10 14 / a +
OH
H
; lga =− pH. Подставляя эти величины в уравнение
H +
(42), получаем:
E − = 1, 23+ 0, 014 lg p
O OH O
2 / 2
− 0,
059 pH . (43)
Потенциалы окислительно-восстановительных (редокси-)
электродов
Такие электроды состоят из металлического проводника,
контактирующего с раствором, содержащим окислители и восстановители.
Электроды не принимают участия в окислительно-восстановительных
реакциях ( Ox + ne ⇔ Red , где Ox – окислитель; Red – восстановитель).
0
23 , RT aOx
EOx/Red
= EOx/Red
+ lg
nF a
. (44)
Например, для реакции
E
Ox/Red
Red
MnO 4 - + 8H + + 5ē ↔ Mn 2+ + 4 H 2 O
окисленная форма
восстановленная форма
8
a − ⋅a
+
MnO H
0
23 , RT
4
= EOx/Red
+ lg ,
5F
a
(45)
Е 0 = +1,51 (В); lga =− pH
H
, подставляем R и F, Т = 298 0 К, тогда
+
a
E =+ + −
MnO4
Ox/Red
1, 51 0, 012 pH
a
− 0, 094 . (46)
Отсюда следует, что окислительно-восстановительный потенциал мало
зависит от активности ионов (MnO 4 - ) и (Mn 2+ ), а зависит, в основном, от
рН.
Пример 1. Определите электродный потенциал меди, опущенной в
раствор ее соли с концентрацией 0,0001 моль/л.
Решение. Вычисление электродного потенциала производим по
уравнению Нернста:
Е=Е 0 + (0,059/ n)⋅lg10 -4 = +0,34 – 0,0295⋅4 = 0,222 (В), Е 0 = +0,34 (В) (табл.
8).
Пример 2. Определите электродный потенциал железа, опущенного в
раствор сульфата железа (II) (0,1 М), степень диссоциации соли 60 %.
Решение. Определим концентрацию иона железа (II).
С иона = С соли ⋅n⋅α = 0,1⋅1⋅0,6 = 0,06 моль/л,
Mn
2+
Mn
2+
88