ELEKTROCHEMIA

Zadania z egzaminów:

1. Oblicz potencjał elektrody zanurzonej w układzie MnO₄^-/Mn²⁺ w środowisku kwaśnym (w temp. 25^oC) wiedząc, że stosunek stężeń utleniacza do reduktora wynosi 10, a pH roztworu jest równe 1.

E⁰_{MnO4-,H+/Mn2+} = 1,52V

(źródło zadania: Z. Warnke, Obliczenia ... str.221/zad.16, wynik w książce: 1,44V, przykład z wykładu)

2. Jakie jest stężenie jonów wodorotlenowych podczas pomiaru potencjału półogniwa składającego się
z elektrody platynowej zanurzonej w zasadowym roztworze zawierającym jony BrO₃^- o stężeniu
0,133 mol/dm³ i Br^- o stężeniu 0,52 mol/dm³ jeśli w temperaturze 25^oC stwierdzono, że E=E⁰.

(źródło zadania: Z. Warnke, Obliczenia ... str.221/zad.19, wynik w książce: 0,8 mol/dm³)

3. Jakie jest stężenie jonów wodorotlenowych podczas pomiaru potencjału półogniwa składającego się
z elektrody platynowej zanurzonej w zasadowym roztworze zawierającym jony SO₄^2- o stężeniu
0,133 mol/dm³ i SO₃^2- o stężeniu 0,52 mol/dm3 jeśli stwierdzono, że w temperaturze 25^oC E=E⁰

(zadanie analogiczne do zadania: Z. Warnke, Obliczenia … str.221/zad.19, wynik: 0,506 mol/dm³)

4. Oblicz wartość potencjału półogniwa redox, w którym przebiega proces:

Cr₂O₇^2- + 14 H⁺ + 6e = 2Cr³⁺ + 7H₂O E° = 1,33 V

dla warunków: temp. = 35 °C, pH = 0, [forma utl.] = 0,500 mol/dm³, [forma zred.] = 0,0250 mol/dm³
R = 8,314 J/mol/K, F = 96500 C/mol

Wynik: 1,34 V

5. Do probówki zawierającej zakwaszony przy pomocy H₂SO₄ roztwór KMnO₄ wsypano stały preparat, który spowodował odbarwienie roztworu. Tym preparatem był FeSO₃. Napisz równanie reakcji, dobierając współczynniki stechiometryczne.

Wynik: 6 10 14 6 3 5 14

Zadania z laboratoriów:

1. Na podstawie znajomości wartości standardowych potencjałów elektrochemicznych wybierz
   z podanych grup metali taką, w której wszystkie reagują z wodą (pH=7, t=25°C) :

a) Na, Co, Fe, Al b) Fe, Zn, Al, Mg c) Zn, Al, Na, Cu

b)

1. Na podstawie znajomości wartości standardowych potencjałów elektrochemicznych wybierz
   z podanych grup metali taką, w której wszystkie metale są wypierane z roztworów ich soli przez Fe (aktywność jonów metali=1, t=25°C):

a) Zn, Ni, Sn, Pb b) Sn, Pb, Cu, Ag c) Pb, Sn, Au, Al

b)

1. Na podstawie znajomości wartości standardowych potencjałów elektrochemicznych wybierz
   z podanych grup metali taką, w której każdy z metali reaguje z kwasem utleniającym bez wypierania wodoru (pH=0, t=25°C) :

a) Tl, Hg, Ag, Cu b) Hg, Cu, Au, V c) Bi, Cu, Ag, Pd

c)

1. Czy KMnO₄ w środowisku obojętnym (pH=7) utleni jony Pb²⁺ do Pb⁴⁺? Przyjmij początkową aktywność jonów MnO₄^- oraz Pb²⁺ jako 1, a pozostałych jonów jako 1/10⁶ i warunki standardowe procesu.

NIE

1. Czy KMnO₄ w środowisku kwasowym (pH=2) utleni jony Fe²⁺ do Fe³⁺? Przyjmij początkową aktywność jonów MnO₄^- oraz Fe²⁺ jako 1, a pozostałych jonów jako 1/10⁶ i stan standardowy procesu.

TAK

1. Czy KMnO₄ w środowisku zasadowym (pH=14) utleni jony Cu⁺ do Cu²⁺? Przyjmij początkową aktywność jonów MnO₄^- oraz Cu⁺ jako 1, a pozostałych jonów jako 1/10⁶ i warunki normalne procesu.

TAK

1. Czy za pomocą KMnO₄ można utlenić jony Br^- do Br₂ w środowisku kwaśnym
   (pH=2), gdy stężenia pozostałych reagentów są równe 0,1 M? Przyjmij lotność Br₂ równą
   1 i stan standardowy prowadzenia procesu.

TAK

1. Czy metaliczny cynk ulegnie reakcji z wodą w roztworze o pH=14 i aktywności jonów Zn²⁺ wynoszącej 1? Jak zmienią się potencjały dla pH 12 i aktywności Zn²⁺ równej 0,5 – czy zajdzie reakcja? Przyjmij lotność H₂ równą 1 i stan standardowy prowadzenia procesu.

NIE, -0,77 V i -0,71 V, TAK

1. Czy drucik miedziowy wyprze jony żelaza z roztworu FeSO₄? Oblicz odpowiednie potencjały półogniw. Przyjmij początkową aktywność jonów Fe²⁺=0,5 i Cu²⁺=10^-6 oraz warunki standardowe procesu.

NIE

1. Czy opiłki żelaza wyprą jony miedzi z roztworu CuSO₄? Oblicz odpowiednie potencjały półogniw. Przyjmij początkową aktywność jonów Fe²⁺=10^-6 i Cu²⁺=0,5 oraz warunki normalne procesu.

TAK