Дано: № 10. Окислительно-восстановительное титрование V(KClO3) = 100 мл = 0.1 л С (KClO3) = 0.1 н. С(AsCl3) = 0.1 н. Индикаторный электрод – Pt Электрод сравнения – хлорсеребряный (Е = 0.22В) [H+ ] = [OH- ] = 1 моль/л Р = 1 атм (Решение → 25095)

Заказ №38753

Задача № 2. Дано: № 10. Окислительно-восстановительное титрование V(KClO3) = 100 мл = 0.1 л С (KClO3) = 0.1 н. С(AsCl3) = 0.1 н. Индикаторный электрод – Pt Электрод сравнения – хлорсеребряный (Е = 0.22В) [H+ ] = [OH- ] = 1 моль/л Р = 1 атм

Решение:

V (AsCl3), мл 0.1 1.0 10.0 50.0 90.0 99.0 99.9 100.0 100.1 101.0 110.0 120.0 15Е, мВ 0.1539 0.1537 0.151 0.143 0.133 0.125 0.119 0.114 0.110 0.106 0.103 0.0996 0. Запишем реакции окисления и восстановления солей: KClO3 + AsCl3 → As(ClO)3 + KCl Cl +5 + 6e →Cl-1 – окислитель, процесс восстановления | 1 Cl-1 - 2е → Сl+1 –восстановитель, процесс окисления | 3 Cl +5 + 3 Cl-1 → Cl-1 + Сl+1 Гальванический элемент: (An+) H2, Pt | H+ || Ag+ | Ag (K-) Процессы, протекающие на электродах, с использование полуреакций окисления-восстановления: (K-) Cl+5 + 6e →Cl-1 (An+) Cl-1 - 2е → Сl +1 Для построения интегральной кривой титрования Е = f(V), сначала определим потенциалы индикаторного электрода для 13 точек измерения. Е = ЭДС Согласно уравнению Нернста: E = E0 + 0.059/1∙ lg aCl - (Е 0 = 0.22В, по условию) Активность ионов хлора рассчитывается по формуле: а = γ∙С, где γ – это коэффициент активности, С-концентрация. Коэффициент активности можно рассчитать, зная ионную силу раствора(KClO3) I: I = 0.5·ƩCi·zi 2 (Ci – концентрация иона, zi – заряд иона) Раствор соли KClO3 ↔ К +1 + ClО3 - I = 0.5∙ƩCi∙zi 2 = 0.5∙(0.1∙(+1)2 + 0.1∙(-1)2 ) = 0.1. Так как 0.01<І<0.1, тогда коэффициент активности равен: lg γ = - (0.5∙z 2√I)/(1+√I) = -(0.5(-1)2√0.1)/(1+√0.1) = - 0.16/1.32 = - 0.12 γ = 0.76 Вычислим активность а = γ∙С = 0.76∙0.1 = 0.076. Подставим это значение в уравнение Нернста: E = E0 + 0.059/1 lg aCl - = 0.22 + 0.059/1∙ lg (0.076) = 0.154 (В) (первоначальное значение без титранта) Определим количество молей эквивлента в 100 мл раствора соли KClO3: n (KClO3) = C(KClO3) ∙ V(KClO3) = 0.1∙ 0.1 = 0.01 (моль-экв) При добавлении раствора титранта изменяется объём и уменьшается концентрация определяемого вещества. Определим новую концентрацию титруемого вещества при добавлении определённого объёма титранта. 1. V(AsCl3) = 0.1 мл = 0.0001 л Vобщ. 1 = V(KClO3) + V(AsCl3) = 0.1 + 0.0001 = 0.1001 (л) С1(KClO3) = n (KClO3) / Vобщ. 1 = 0.01 / 0.1001 = 0.0999 (моль-экв/л) I = 0.5∙ƩCi∙zi 2 = 0.5∙(0.0999∙(+1)2 + 0.0999∙(-1)2 ) = 0.0999. Так как 0.01<І<0.1, тогда коэффициент активности равен: lg γ = - (0.5∙z 2√I)/(1+√I) = -(0.5(-1)2√0.0999)/(1+√0.0999) = - 0.158/1.316 = - 0.1201 γ = 0.758 Вычислим активность а = γ∙С = 0.758∙0.0999= 0.0758. Подставим это значение в уравнение Нернста: E1 = E0 + 0.059/1 lg aCl - = 0.22 + 0.059/1∙ lg (0.0758) = 0.1539 (В) 2. V(AsCl3) = 1.0 мл = 0.001 л Vобщ. 2 = V(KClO3) + V(AsCl3) = 0.1001+ 0.001 = 0.1011 (л) С2(KClO3) = n (KClO3) / Vобщ. 2 = 0.01 / 0.1011 = 0.0989 (моль-экв/л) I = 0.5∙ƩCi∙zi 2 = 0.5∙(0.0989 ∙(+1)2 + 0.0989 ∙(-1)2 ) = 0.0989. Так как 0.01<І<0.1, тогда коэффициент активности равен: lg γ = - (0.5∙z 2√I)/(1+√I) = -(0.5(-1)2√0.0989)/(1+√0.0989) = - 0.157/1.314 = - 0.119 γ = 0.759 Вычислим активность а = γ∙С = 0.759∙0.0989= 0.0751. Подставим это значение в уравнение Нернста: E2 = E0 + 0.059/1 lg aCl - = 0.22 + 0.059/1∙ lg (0.0751) = 0.1537 (В) 3. V(AsCl3) = 10.0 мл = 0.01 л Vобщ. 3 = V(KClO3) + V(AsCl3) = 0.1011 + 0.01 = 0.1111 (л) С3(KClO3) = n (KClO3) / Vобщ. 3 = 0.01 / 0.1111 = 0.0900 (моль-экв/л) I = 0.5∙ƩCi∙zi 2 = 0.5∙(0.0900 ∙(+1)2 + 0.0900 ∙(-1)2 ) = 0.0900. Так как 0.01<І<0.1, тогда коэффициент активности равен: lg γ = - (0.5∙z 2√I)/(1+√I) = -(0.5(-1)2√0.0900)/(1+√0.0900) = - 0.15/1.3 = - 0.115 γ = 0.767 Вычислим активность а = γ∙С = 0.767∙0.0900= 0.069. Подставим это значение в уравнение Нернста: E3 = E0 + 0.059/1 lg aCl - = 0.22 + 0.059/1∙ lg (0.069) = 0.151 (В) 4. V(AsCl3) = 50.0 мл = 0.05 л Vобщ. 4 = V(KClO3) + V(AsCl3) = 0.1111 + 0.05 = 0.1611 (л) С4(KClO3) = n (KClO3) / Vобщ. 4 = 0.01 / 0.1611 = 0.0621 (моль-экв/л)