Заказ №38777

Задача № 1 Рассчитайте константу равновесия для реакции

2Fe3+ + Zn ↔ 2Fe2+ + Zn2+

Решение

1) В соответствии с положениями химической термодинамики реакция может протекать самопроизвольно, если изменение энергии Гиббса реакции rG 0 298  0. Допускаем, что ион Fe3+ - окислитель (принимает ē), а атом цинка - восстановитель (отдает электроны). На основании этого запишем уравнения процессов окисления и восстановления, а также общее ионно-молекулярное уравнение: восстановление окислителя: Fe3+ + ē → Fe3+; окисление восстановителя: Zn0 - 2ē = Zn2+ . Суммируем полуреакции: Функция Полуреакции ne- Кратное Множители φ 0 , В Восстановитель Zn0 - 2ē = Zn2+ ; 2 2 1 - 0,763 Окислитель Fe3+ + ē → Fe3+ 1 2 + 0,77 Суммируем полуреакции и получаем сокращенное ионно - молекулярное уравнение окислительновосстановительной реакции (ОВР): 2Fe3+ + Zn ↔ 2Fe2+ + Zn2+ .

2) Определяем электродвижущую силу (ЭДС) данной окислительновосстановительной реакции как разность между стандартными электродными потенциалами (φ 0 ) окислителя и восстановителя: Е 0 = φ0 (ок-ля) - φ 0 (вос-ля) = 0,77 – (- 0,763) = + 1,533 В. Величина стандартной ЭДС (Е0 ) данной реакции больше нуля (Е0 = + 1,533 В > 0), поэтому реакция в прямом направлении (→) возможна при стандартных условиях. Таким образом, ОВР будет протекать самопроизвольно в прямом направлении, если φ(ок-ля) > φ(вос-ля).

3) Определяем изменение энергии Гиббса в реакции по формуле: ΔrG 0 298 = ‒nFE, где n - общее число электронов, участвующих в окислительновосстановительной реакции; n = 2; F — число Фарадея, F = 96500 Кл/моль; E - ЭДС окислительно-восстановительной реакции, В.