Рассчитать окислительно-восстановительный потенциал (по отношению к водородному электрону) в растворе, полученном приливании: а) к 20 мл 0,1 н. раствора FeSO4 18 мл 0,1 н. раствора KMnO4, б) к 20 мл 0,1 н. раствора Na3AsO3 18 мл 0,1 н. раствора I2 при pH=9
А) Рассчитаем окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) для раствора, полученного приливании 20 мл 0,1 н. раствора FeSO4 и 18 мл 0,1 н. раствора KMnO4.
Шаг 1: Найдем окислительно-восстановительный потенциал для каждого оксиданта и восстановителя.
- Оксидант: KMnO4. Известно, что KMnO4 восстанавливается до Mn2+ (аммиачного комплекса). Таким образом, ОВП для KMnO4 до Mn2+ составляет 1,51 В.
- Восстановитель: FeSO4. FeSO4 окисляется до Fe3+. ОВП для этой реакции равно 0,77 В.
Шаг 2: Запишем реакцию окисления-восстановления.
FeSO4 + KMnO4 → Fe2(SO4)3 + Mn2+
Шаг 3: Рассчитаем разность электродных потенциалов ΔE.
ΔE = ОВП оксиданта - ОВП восстановителя
= 1,51 В - 0,77 В
= 0,74 В
Б) Теперь рассмотрим вопрос при pH=9 и рассчитаем окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) для раствора, полученного приливании 20 мл 0,1 н. раствора Na3AsO3 и 18 мл 0,1 н. раствора I2.
Шаг 1: Найдем ОВП для каждого оксиданта и восстановителя.
- Оксидант: I2. В растворе с pH=9 I2 присутствует в форме элементарного ионного и, в данном случае, основного вида - I. Для I2 → 2I ОВП составляет 0,54 В.
- Восстановитель: Na3AsO3. Na3AsO3 окисляется до натриевого арсенита (Na3AsO4). ОВП для этой реакции равно 0,56 В.
Шаг 2: Запишем реакцию окисления-восстановления.
Na3AsO3 + I2 → Na3AsO4 + 2I-
Шаг 3: Рассчитаем разность электродных потенциалов ΔE.
ΔE = ОВП оксиданта - ОВП восстановителя
= 0,54 В - 0,56 В
= -0,02 В
ОТВЕТ:
а) Рассчитанный окислительно-восстановительный потенциал для смеси растворов FeSO4 и KMnO4 составляет 0,74 В.
б) Рассчитанный ОВП для смеси растворов Na3AsO3 и I2 составляет -0,02 В.
Обратите внимание, что разность электродных потенциалов ΔE позволяет оценить, будет ли происходить реакция окисления-восстановления и в какую сторону она направлена. Положительное значение ΔE означает, что реакция будет происходить в прямом направлении (окисление оксиданта, восстановление восстановителя), а отрицательное значение ΔE указывает на процесс, происходящий в обратном направлении (окисление восстановителя, восстановление оксиданта).