Для вычисления ов – потенциала платинового электрода в данном растворе, мы будем использовать формулу Нернста, которая имеет следующий вид:
E = E° + (0.0592/n) * log(Q)
Где:
E - искомый потенциал платинового электрода,
E° - стандартный потенциал для данной полуреакции (можно найти в таблице стандартных потенциалов),
0.0592 - константа Фарадея (имеет значение 0.0592 при n = 1),
n - количество электронов, участвующих в реакции,
Q - величина равновесного константы, определяемая исходя из концентраций реагентов.
Для расчета Q, мы можем использовать концентрации веществ из условия задачи.
Исходя из условия задачи, у нас есть следующие концентрации:
[Cr2O] = 0.1 моль/дм3,
[Cr3+] = 0.01 моль/дм3,
[H+] = 0.01 моль/дм3.
Для определения величины Q, у нас может быть несколько вариантов реакций, которые могут происходить на платиновом электроде, включая окислительные и восстановительные полуреакции. Определим их последовательно.
Q2 = P(H2) / P(H+)²
P(H2) - давление водорода можно принять за стандартное давление, равное 1 атм, а значит P(H2) = 1 атм.
Q2 = 1 атм / (0.01 моль/дм3)²
Q2 = 10000 дм3/моль²
Теперь, используя найденные значения E°, n и Q, мы можем подставить их в формулу Нернста и вычислить искомый потенциал платинового электрода. Подставим значения в формулу для окислительной полуреакции:
E1 = E°1 + (0.0592/2) * log(Q1)
E1 = 1.33 В + (0.0592/2) * log(10)
E1 ≈ 1.33 В + 0.0296 * 1
E1 ≈ 1.33 В + 0.0296 В
E1 ≈ 1.36 В
Подставим значения в формулу для восстановительной полуреакции:
E2 = E°2 + (0.0592/2) * log(Q2)
E2 = 0 В + (0.0592/2) * log(10000)
E2 ≈ 0 В + 0.0296 * 4
E2 ≈ 0 В + 0.1184 В
E2 ≈ 0.1184 В
Таким образом, ов – потенциал платинового электрода в данном растворе можно рассчитать как сумму потенциала окислительной и восстановительной полуреакций:
E = E1 + E2
E ≈ 1.36 В + 0.1184 В
E ≈ 1.48 В
Итак, ов – потенциал платинового электрода в растворе, содержащем [Cr2O ]=0,1 моль/дм3; [Cr3+]=0,01 моль/дм3, [H+]=0,01 моль/дм3 составляет примерно 1.48 В.
E = E° + (0.0592/n) * log(Q)
Где:
E - искомый потенциал платинового электрода,
E° - стандартный потенциал для данной полуреакции (можно найти в таблице стандартных потенциалов),
0.0592 - константа Фарадея (имеет значение 0.0592 при n = 1),
n - количество электронов, участвующих в реакции,
Q - величина равновесного константы, определяемая исходя из концентраций реагентов.
Для расчета Q, мы можем использовать концентрации веществ из условия задачи.
Исходя из условия задачи, у нас есть следующие концентрации:
[Cr2O] = 0.1 моль/дм3,
[Cr3+] = 0.01 моль/дм3,
[H+] = 0.01 моль/дм3.
Для определения величины Q, у нас может быть несколько вариантов реакций, которые могут происходить на платиновом электроде, включая окислительные и восстановительные полуреакции. Определим их последовательно.
Окислительная полуреакция:
Cr3+(aq) + 3e- → Cr2O7^2-(aq)
В данной полуреакции Cr3+ принимает 3 электрона и превращается в Cr2O7^2-.
Восстановительная полуреакция:
2H+(aq) + 2e- → H2(g)
В данной полуреакции 2H+ принимает 2 электрона и образуется H2.
Поскольку оба варианта реакций изменяют количество электронов на 2, в формуле Нернста n будет равно 2 для обоих полуреакций.
Теперь найдем стандартные потенциалы для данных полуреакций.
Для окислительной полуреакции Cr3+(aq) + 3e- → Cr2O7^2-(aq), [Cr3+] = 0.01 моль/дм3.
В таблице стандартных потенциалов найдем стандартный потенциал (E°) для данной полуреакции: E° = 1.33 В (примерное значение).
Для восстановительной полуреакции 2H+(aq) + 2e- → H2(g), [H+] = 0.01 моль/дм3.
В таблице стандартных потенциалов найдем стандартный потенциал (E°) для данной полуреакции: E° = 0 В (примерное значение).
Теперь мы можем вычислить Q для каждой полуреакции.
Q1 = [Cr2O7^2-] / [Cr3+]
Q1 = 0.1 моль/дм3 / 0.01 моль/дм3
Q1 = 10
Q2 = P(H2) / P(H+)²
P(H2) - давление водорода можно принять за стандартное давление, равное 1 атм, а значит P(H2) = 1 атм.
Q2 = 1 атм / (0.01 моль/дм3)²
Q2 = 10000 дм3/моль²
Теперь, используя найденные значения E°, n и Q, мы можем подставить их в формулу Нернста и вычислить искомый потенциал платинового электрода. Подставим значения в формулу для окислительной полуреакции:
E1 = E°1 + (0.0592/2) * log(Q1)
E1 = 1.33 В + (0.0592/2) * log(10)
E1 ≈ 1.33 В + 0.0296 * 1
E1 ≈ 1.33 В + 0.0296 В
E1 ≈ 1.36 В
Подставим значения в формулу для восстановительной полуреакции:
E2 = E°2 + (0.0592/2) * log(Q2)
E2 = 0 В + (0.0592/2) * log(10000)
E2 ≈ 0 В + 0.0296 * 4
E2 ≈ 0 В + 0.1184 В
E2 ≈ 0.1184 В
Таким образом, ов – потенциал платинового электрода в данном растворе можно рассчитать как сумму потенциала окислительной и восстановительной полуреакций:
E = E1 + E2
E ≈ 1.36 В + 0.1184 В
E ≈ 1.48 В
Итак, ов – потенциал платинового электрода в растворе, содержащем [Cr2O ]=0,1 моль/дм3; [Cr3+]=0,01 моль/дм3, [H+]=0,01 моль/дм3 составляет примерно 1.48 В.