II. Оценка возможности протекания реакций

Пример: Можно ли действием MnO₄^- в кислой среде окислить ион Sb³⁺ до иона Sb⁵⁺?

Решение: По таблице находим величины стандартных окислительно-

восстановительных потенциалов:

φ⁰ MnO₄^-/Mn²⁺ = +1,51 B; φ⁰ Sb⁵⁺/Sb³⁺ = +0,671 B;

Рассчитаем Δ реакции:

Δ _{реакции} = 1,51 – 0,671 = 0,839 В; так как Δ имеет положительное значение, следовательно реакция возможна:

5Sb³⁺ + 2MnO₄^- + 16H⁺ = 5Sb⁵⁺ + Mn²⁺ + 8H₂O

Итак, уравнение в полном виде:

5SbCl₃ + 2KMnO₄ + 16HCl = 5SbCl₅ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O

Можно ли:

1. Действием Cl₂ окислить SnCl₂ в SnCl₄?

2. Действием PbO₂ в кислой среде окислить Cl^- в Cl₂?

3. Действием HNO₃ окислить Mn²⁺ в MnO₄^-?

4. Действием HNO₃ окислить Br^- в Br₂?

5. Действием HNO₃ окислить Fe²⁺ в ионы Fe³⁺?

6. Действием KClO₃ в кислой среде окислить I^- в I₂?

7. Действием KClO₃ в кислой среде окислить Cl^- в Cl₂?

8. Действием ионов Fe²⁺ восстановить Cl₂ в Cl^-?

9. Действием ионов Fe²⁺ восстановить I₂ в I^-?

10. Действием ионов Fe²⁺ восстановить ионы Sn⁴⁺ в ионы Sn²⁺?

11. Действием ионов Fe²⁺ восстановить ионы MnO₄^- в кислой среде в ионы Mn²⁺?

12. Действием ионов Fe²⁺ восстановить ионы Сr₂O₇^2- в кислой среде в ионы Сr³⁺?

13.Действием K₂Cr₂O₇ в кислой среде окислить ионы AsO₃^3- в ионы AsO₄³?

14. Действием K₂Cr₂O₇ в кислой среде окислить ионы Mn²⁺ в ионы MnO₄^-?

15. Действием K₂Cr₂O₇ в кислой среде окислить ионы SO₃^2- в ионы SO₄²?

16. Действием K₂Cr₂O₇ в кислой среде окислить ионы SO₄^2- в ионы S₂O₈^2-?

17. Действием I₂ окислить S₂O₃^2- в ионы S₄O₆^2-?

18. Действием Mn²⁺ восстановить ионы S₂O₈^2- в ионы SO₄^2-?

19. Действием С₂O₄^2- восстановить ионы MnO₄^- в ионы Mn²⁺?

20. Действием MnO₄^- в кислой среде окислить ионы Sn²⁺ в ионы Sn⁴⁺?

III. Расчет потенциалов

Пример: Вычислить окислительный потенциал пары Fe³⁺/Fe²⁺ при концен-

трациях ионов [Fe³⁺] = 1 моль/л; [Fe²⁺] = 0,0001 моль/л.

Решение: Составим схему реакции:

Fe³⁺ + 1e → Fe²⁺

Воспользуемся уравнением Нернста:

φ_ок/вос = φ⁰_ок/вос + ,

Таким образом, для пары Fe³⁺/Fe²⁺ оно будет иметь вид:

φ Fe³⁺/Fe²⁺ = φ⁰ Fe³⁺/Fe²⁺ + ,

где φ⁰ Fe³⁺/Fe²⁺ = +0,771В; n = 1,

тогда имеем:

φ Fe³⁺/Fe²⁺ = +0,771 + = 1,002 В

Вычислить окислительный потенциал пары:

1. Sn⁴⁺/Sn²⁺ при концентрации ионов [Sn⁴⁺] = 0,1 моль/л, ионов [Sn²⁺] = 0,0001 моль/л.

2. Cd²⁺/Cd⁰ при концентрации ионов [Cd²⁺] = 0,2 моль/л.

3. Mn²⁺/Mn⁰ при концентрации ионов [Mn²⁺] = 0,2 моль/л.

4. MnO₄^-/Mn²⁺ при концентрации ионов [H⁺] = 10^-5 моль/л, [MnO₄^-] = [Mn²⁺].

5. PbO₂/Pb²⁺ при концентрации ионов [Pb²⁺] = 0,5 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.

6. Сu⁺/Cu⁰ при концентрации ионов [Cu⁺] = 0,01 моль/л.

7. AsO₄^3-/AsO₃^3- при концентрации ионов [AsO₄^3-] = 0,1 моль/л, [AsO₃^3-] = 0,01 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.

8. Ni⁺²/Ni⁰ при концентрации ионов [Ni⁺²] = 0,4 моль/л.

9. NO₃^-/NO₂^- при концентрации ионов [NO₃^-] = 0,2 моль/л, [NO₂^-] = 0,15 моль/л, [H⁺] = 0,01 моль/л.

10. Fe³⁺/ Fe²⁺ при концентрации ионов [Fe³⁺] =0,001 моль/л, [Fe²⁺] =0,01 моль/л.

11. BrO₃^-/ BrO^- при концентрации ионов [BrO₃^-] =0,01 моль/л, [BrO^-] =0,1 моль/л, [OH^-] = 0,1 моль/л.

12. IO₃^-/ IO^- при концентрации ионов [IO₃^-] =0,2 моль/л, [IO^-] =0,1 моль/л, [OH^-] = 0,01 моль/л.

13. Cr₂O₇^2-/ 2Cr³⁺ при концентрации ионов [Cr₂O₇^2-] =0,3 моль/л, [Cr³⁺] =0,5 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.

14. Br₂/ 2Br^- при концентрации ионов [Br^-] =0,2 моль/л.

15. PO₄^3-/ PO₃^3- при концентрации ионов [PO₄^3-] =0,2 моль/л, [PO₃^3-] =0,3 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.

16. CrO₄^2-/ Cr³⁺ при концентрации ионов [CrO₄^2-] =0,1 моль/л, [Cr³⁺] =0,2 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.

17. C₂O₄^2-/CO₂ при концентрации ионов [C₂O₄^2-] =0,2 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.

18. S₄O₆^2-/S₂O₃^2- при концентрации ионов [S₄O₆^2-] =0,2 моль/л, [S₂O₃^2-] = 0,3 моль/л.

19. SO₄^2-/H₂S при концентрации ионов [SO₄^2-] = 0,5 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.

20. NO₃^-/NO при концентрации ионов [NO₃^-]=1 моль/л, [H⁺] = 0,1 моль/л.