Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Тема 2. Электродвижущие силы гальванических элементов. Потенциометрия




Пример 1. Вычислить электродвижущую силу (ЭДС) окислительно-восстановительного гальванического элемента, состоящего из медного и оловянного электродов, опущенных в 0,2 М раствор нитрата меди и 0,05 М раствор нитрата олова. Составить схему цепи и написать реакцию, протекающую в гальваническом элемента.

 

Таблица. 1 Значение нормальных электродных потенциалов при 250 С

Электрод Нормальный электродный потенциал, Е0 В
Ag/Ag+ +0,799
Cu/Cu2+ +0,344
Ag/AgCl тв., Cl- +0,222
Sb/Sb3+ +0,200
H2, (Pt)/H+
Pb/Pb2+ -0,127
Sn/Sn2+ -0,140
Ag/AgI тв., I- -0,152
Ni/Ni2+ -0,230
Co/Co2+ -0,270
Cd/Cd2+ -0,400
Fe/Fe2+ -0,440
Zn/Zn2+ -0,760
Mn/Mn2+ -1,18

 

Из табл. 1 находим стандартные электродные потенциалы меди и олова: и . Пишем схему гальванического элемента:

Далее составляем электродные процессы протекающие на катоде и аноде:

По формуле Нернста определяем электродные потенциалы свинца и меди:

где; - нормальный потенциал металла, В, - число принятых или отданных электронов, - молярная концентрация, моль/л.

Вычисляем ЭДС гальванического элемента;

Пример 2. Измерения рН раствора проводилось с помощью хингидронного электрода. Рассчитайте рН раствора, если ЭДС элемента при 250С равна 0,006 В. Стандартный электродный потенциал хингидронного электрода (х.г.э) равен 0,699 В; потенциал хлорсеребярнного электрода (х.с.э.) составляет 0,222 В при 250С.

Следовательно

ЭДС элемента равна

Пример 3. В стандартных растворах NaF были измерены электродные потенциалы фторидселективного электрода относительно хлорсеребряного электрода и получены следующие данные:

 

1∙10-1 1∙10-2 1∙10-3 1∙10-4 1∙10-5
Е, мВ

Исследуемый образец воды, содержащий фторид-ион, объемом 10,00 мл разбавили водой до 50,00 мл и измерили электродный потенциал фторидселективного электрода в полученном растворе: Ех=210 мВ. Определить концентрацию фторид-иона в исследуемом растворе.

Строим градуировочный график в координатах , где . По графику рис. 1 находим =3,5 и моль/л, соответствующую Ех=210 мВ, и рассчитываем активность исследуемого раствора:

Задачи

Задача 1.Составить схему гальванического элемента. Написать протекающие на электродах реакции и рассчитать ЭДС гальванического элемента.

МеI МеII CM(I) (моль/л) CM(II) (моль/л)
Ag Cu 0,02 0,015
Cu Sb 0,1 0,05
Sb Pb 0,05 0,02
Pb Sn 0,01 0,001
Ni Cu 0,2 0,001
Co Cd 0,25 0,002
Cd Co 0,001 0,01
Fe Zn 0,002 0,015
Zn Fe 0,02 0,05
Ag Sb 0,1 0,02
Cu Pb 0,05 0,1
Sb Sn 0,01 0,001
Pb Ni 0,2 0,002
Ni Cd 0,25 0,01
Co Mn 0,001 0,015
Cd Zn 0,002 0,05
Fe Cu 0,02 0,01
Zn Mn 0,1 0,01
Ag Pb 0,05 0,001
Cu Sn 0,01 0,002
Sb Ni 0,2 0,01
Pb Cd 0,25 0,015
Ni Co 0,01 0,05
Co Zn 0,002 0,02
Cd Fe 0,02 0,1

 

Задача 2.ЭДС цепи (или рН), составленной из электродов составляет (см. свой вариант), определите рН или ЭДС цепи исследуемого раствора (Х – искомая величина).

ЭДС цепи Электрод (1) Электрод (2) Е0 (1) Е0 (2) рН
Х при 250 хлорсеребрянный хингидронный 0,226 0,699 3,37
0,204 при 300 хлорсеребрянный каломельный 0,226 0,420 Х
0,154 при 250 хингидронный каломельный   0,699 0,420 Х
0,105 при 200 водородный хлорсеребрянный 0,226 Х
Х при 250 водородный окисно-ртутный 1,340 11,89
0,248 при 200 хингидронный хлорсеребрянный 0,699 0,226 Х
0,127 при 250 водородный каломельный насыщенный 0,250 Х
Х при 400 хингидронный кадмиево-цинковый 0,699 0,360 2,27
0,102 при 180 хингидронный серебрено-медный 0,699 0,459 Х
Х при 250 хлорсеребрянный водородно-цинковый 0,226 0,760 4,00
Х при 250 каломельный медно-цинковый 0,420 1,100 5,80
0,205 при 250 хингидронный нормальный каломельный 0,699 0,280 Х
0,310 при 250 каломельный насыщенный хлорсеребрянный 0,624 0,201 Х
Х при 250 оксидно-ртутный марганцево-цинковый 0,926 0,420 4,76
0,110 при 250 каломельный хлорсеребрянный 0,527 0,234 Х
Х при 250 никелево-свинцовый хингидронный 0,103 0,699 6,29
Х при 250 хлорсеребрянный оксидно-ртутный 0,201 0,926 6,36
0,208 при 250 каломельный насыщенный хингидронный 0,250 0,699 Х
Х при 250 хлорсеребрянный окисно-ртутный 0,226 1,340 9,13
0,150 при 250 ртутно-сульфатный ртутно-кадмиевый 0,615 1,018 Х
0,040 при 250 нормальный каломельный марганцево-цинковый 0,280 0,420 Х
Х при 250 хингидронный водородный 0,699 0,000 7,64
Х при 250 оксидно-ртутный хлорсеребрянный 0,926 0,201 7,62
0,160 при 250 хингидронный кадмиево-цинковый 0,699 0,360 Х
Х при 250 хлорсеребрянный окисно-ртутный 0,234 1,340 13,23

 

Задача 3а.В стандартных растворах веществ с различной активностью металлов измерены электродные потенциалы ионоселективными электродами относительно хлорсеребряного электрода и получены следующие данные (по этим данным построить калибровочный график и определить активность (моль/л) исследуемого раствора);

Станд. р-р Меn+ Данные
CdSO4 Cd2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 75,0 100,0 122,0 146,0 170,0
K2SO4 K+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 -
-Е, мВ 100,0 46,0 −7,00 −60,0 -
CaCl2 Ca2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 -
-Е, мВ 45,0 12,0 - 15,0 - 35,0 -
MgCl2 Mg2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 -
-Е, мВ 78,0 56,0 26,0 5,0 -
CuSO4 Cu2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 82,0 110,0 132,0 159,0 192,0
KNO3 NO3- аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 25,0 56,0 84,0 123,0 162,0
KCl Cl- аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 5,0 -23,0 -65,0 -120,0 -165,0
Pb(NO3)2 Pb2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 70,0 95,0 117,0 139,0 165,0
NH4SCN SCN- аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 80,0 105,0 127,0 149,0 175,0
Na3PO4 PO43- аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 95,0 120,0 142,0 164,0 200,0
CdSO4 Cd2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 75,0 100,0 122,0 146,0 170,0
NaCl Na+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 85,0 110,0 132,0 154,0 190,0
NH4Cl NH+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ -15,0 -60,0 -102,0 -134,0 -170,0
Li2SO4 Li+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 65,0 90,0 112,0 134,0 170,0
FeCl2 Fe2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 15,0 60,0 102,0 134,0 170,0
CdSO4 Cd2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 75,0 100,0 122,0 146,0 170,0
BaCl2 Ba2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 80,0 26,0 -10,0 -50,0 -90,0
AgNO3 Ag+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 5,0 10,0 22,0 46,0 70,0
TlCl   Tl+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 15,0 68,0 89,0 146,0 190,0
CdSO4 Cd2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 75,0 100,0 122,0 146,0 170,0
Hg2Cl2 Hg2+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 89,0 134,0 168,0 201,0 265,0
FeCl3 Fe3+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 25,0 65,0 107,0 139,0 175,0
K2Cr2O7 Cr6+ аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ -95,0 -20,0 85,0 139,0 175,0
Na2S S2- аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 23,0 57,0 85,0 139,0 170,0
KI I- аМе, моль/л 1,0∙10-1 1,0∙10-2 1,0∙10-3 1,0∙10-4 1,0∙10-5
-Е, мВ 7,0 65,0 111,0 152,0 186,0

 

Задача 3б.Потенциал ионоселективного электрода в исследуемом растворе соли объемом (V1), разбавленном до (V2) составил E, мВ. Определить содержание металла в растворе (ответ выразить в моль/л и в г/л).

Соль Меn+ Потенциал, Е, мВ V1, мл V2, мл
CdSO4 Cd2+ 94,0 10,0 50,0
K2SO4 K+ 10,0 50,0 100,0
CaCl2 Ca2+ 12,0 25,0 50,0
MgCl2 Mg2+ 44,0 20,0 100,0
CuSO4 Cu2+ 94,0 25,0 100,0
KNO3 NO32- 91,0 50,0 100,0
KCl Cl- -73,0 50,0 100,0
Pb(NO3)2 Pb2+ 108,0 25,0 100,0
NH4SCN SCN- 117,0 10,0 50,0
Na3PO4 PO43- 181,0 15,0 50,0
CdSO4 Cd2+ 116,0 10,0 100,0
NaCl Na+ 91,0 25,0 200,0
NH4Cl NH4+ -102,0 10,0 50,0
Li2SO4 Li+ 156,0 50,0 250,0
FeCl2 Fe2+ 108,0 25,0 50,0
CdSO4 Cd2+ 130,0 10,0 50,0
BaCl2 Ba2+ -36,0 50,0 100,0
AgNO3 Ag+ 49,0 25,0 100,0
TlCl Tl+ 178,0 10,0 100,0
CdSO4 Cd2+ 102,0 50,0 100,0
Hg2Cl2 Hg2+ 222,0 25,0 50,0
FeCl3 Fe3+ 161,0 50,0 100,0
K2Cr2O7 Cr6+ 155,0 50,0 50,0
Na2S S2- 98,0 25,0 50,0
KI I- 114,0 50,0 100,0

 

 




Читайте также:
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1661)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.004 сек.)