Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях.

Дано: Уравнение реакции
Уравнять реакцию и указать окислитель и восстановитель. Определить направление протекания реакции. Кс - ?

РЕШЕНИЕ:

а) Для того, чтобы определить направление протекания окислительно-восстановительной реакции, надо сопоставить силу окислителей для следующих полуреакций (см. таблицу)

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru

Cu2+ + e- = Cu+ φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = +0,15 B

I2 + 2e- = 2I- φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = +0,54 B

Из двух приведенных окислителей более сильным окислителем будет I2 , поскольку φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru > φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru .

I2 находится в продуктах реакции, следовательно, реакция будет протекать справа налево т.е. реально протекающей будет реакция:

CuCl + KCl + I2 <=> KI + CuCl2

Расставляем коэффициенты методом электронного баланса:

Cu+1Cl + KCl + I20 = Cu+2Cl2 + KI-1

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru НОК ДМ

Cu+1 - e- = Cu+2 2

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru I Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru + 2e- = 2I-1 1

I20 + 2Cu+1 = 2Cu+2 + 2I Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru

2CuCl + 2KCl + I2 <=> 2KI + 2CuCl2

Константа равновесия реакции определяется из уравнения

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru (9.1)

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru =1,66·1013. (9.2)

где z - число отданных или принятых электронов (НОК = 2);
F = 96500 Кл/моль; ε˚ - стандартное напряжение ОВР, В

ε˚ = φ˚ок - φ˚восст (9.3)

ε˚ = Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = 0,54-0,15 = 0,39В

Ответ: окислитель - I2; восстановитель – CuCl, приведенная в условии задачи реакция (а) протекает справа налево, КС =1,66·1013.

б) Из таблицы определяем стандартные электродные потенциалы окислителей для реакции

KI + FeCl3 <=> FeCl2 + KCl + I2

Fe3+ + e- = Fe+2 φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = +0,77 B

I2 - 2e- = 2I- φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = +0,54 B

Из двух приведенных окислителей более сильным окислителем будет Fe+3 , поскольку φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru > φ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru .

Fe+3 находится в исходных веществах, следовательно, реакция будет протекать слева направо т.е. реально протекающей будет реакция (б), приведенная в условии задачи:

KI + FeCl3 <=> FeCl2 + KCl + I2

Расставляем коэффициенты методом электронного баланса:

KI-1 + Fe+3Cl3 = Fe+2Cl2 + KCl + I20

НОК ДМ

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru I-1 - e- = I0 1 2

1 2

Fe+3 + e- = Fe+2 1 2

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru I-1 + Fe+3 = Fe+2 + I0

Поскольку после реакции образуется четное число атомов иода, значения НОК и ДМ удваиваем.

2KI + 2FeCl3 <=> 2FeCl2 + 2KCl + I2

Константа равновесия реакции определяется из уравнения

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru (9.1)

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru =6,3·107. (9.2)

где z - число отданных или принятых электронов (НОК = 2);
F = 96500 Кл/моль; ε˚ - стандартное напряжение ОВР, В

ε˚ = φ˚ок - φ˚восст (9.3)

ε˚ = 0,77-0,54 = 0,23В

Ответ: окислитель – FeCl3 ; восстановитель – KI, реакция протекает слева направо, Кс =6,3·107.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

УРОВЕНЬ А

1. а) Алюминиевый электрод погружен в 5∙10-4М раствор сульфата алюминия. Вычислить значение потенциала алюминиевого электрода.

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru

    РЕШЕНИЕ: Электродный потенциал алюминия рассчитываем по уравнению Нернста: Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru + Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru

По таблице 11.1 определяем стандартный электродный потенциал алюминия

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = -1,67В.

Записываем уравнение электродного процесса, протекающего на поверхности алюминиевого электрода в растворе соли:

Al - 3ē = Al3+

n – число электронов, участвующих в электродном процессе.

Для данной реакции n равно заряду иона алюминия Al3+(n=3).

Рассчитываем концентрацию ионов алюминия в растворе Al2(SO4)3:

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru ∙α∙ Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru

Разбавленный раствор Al2(SO4)3 – сильный электролит.

Следовательно, α = 1. По уравнению диссоциации Al2(SO4)3:

Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru

число ионов Al3+, образующихся при диссоциации одной молекулы Al2(SO4)3 равно 2.

Следовательно, Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru =2

Тогда Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = 5∙10-4∙1∙2 = Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru моль/л.

Рассчитываем электродный потенциал алюминиевого электрода:

Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = -1,67 + Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = -1,73В.

Ответ: Вычислить константу равновесия реакции при стандартных условиях. - student2.ru = -1,73В.

Наши рекомендации