Question

1)Вычислить константу равновесия реакции KMnO4+5FeCl2+8HCl->MnCl2+5FeCl3+KCl+4H2O по величинам стандартных электродных потенциалов 2) По величинам стандартных электродных потенциалов вычеслите электрическую работу цепи, в которой процекает реакция и составьте схему соответствующего Х и Т: ZnSO4+Cd->CdSO4+Zn
3)Определите время необходимое для электролиза 1М водного раствора NiSO4 при силе тока 2А и объёмом раствора 500мл, чтобы выделить весь никель

Answer 1

1) Для вычисления константы равновесия реакции необходимо знать стандартные электродные потенциалы реагентов и продуктов.

- Стандартный электродный потенциал KMnO4 = 1.50 В
- Стандартный электродный потенциал FeCl2 = -0.44 В
- Стандартный электродный потенциал HCl = 0 В
- Стандартный электродный потенциал MnCl2 = -1.18 В
- Стандартный электродный потенциал FeCl3 = 0.77 В
- Стандартный электродный потенциал KCl = -2.92 В
- Стандартный электродный потенциал H2O = 0 В

Для расчета константы равновесия можно использовать формулу Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln[продукты]/[реагенты]

Где:
E - электродный потенциал реакции
E° - стандартный электродный потенциал реакции
R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К))
T - температура в Кельвинах
n - количество передаваемых электронов в реакции
F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)

Процесс реакции:
KMnO4 + 5FeCl2 + 8HCl -> MnCl2 + 5FeCl3 + KCl + 4H2O

Количество передаваемых электронов (n) в реакции равно 5, так как 5 молей FeCl2 превращаются в 5 молей FeCl3.

Таким образом, электродный потенциал E реакции будет равен:
E = (1.50 В) - (8.314 Дж/(моль·К)) * T * ln[(MnCl2) / (KMnO4 * (FeCl2)^5 * (HCl)^8)]

2) Для вычисления электрической работы цепи реакции необходимо знать стандартные электродные потенциалы реагентов и продуктов.

- Стандартный электродный потенциал ZnSO4 = -0.76 В
- Стандартный электродный потенциал Cd = -0.40 В
- Стандартный электродный потенциал CdSO4 = 0.22 В
- Стандартный электродный потенциал Zn = -0.76 В

Для расчета электрической работы цепи можно использовать формулу:
W = -ΔG = -nFE

Где:
W - электрическая работа цепи
ΔG - изменение свободной энергии
n - количество передаваемых электронов в реакции
F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)
E - электродный потенциал реакции

Процесс реакции:
ZnSO4 + Cd -> CdSO4 + Zn

Количество передаваемых электронов (n) в реакции равно 2, так как 2 моли электронов передаются от Cd к Zn.

Таким образом, электрическая работа цепи будет равна:
W = -2 * (96485 Кл/моль) * E

3) Для определения времени электролиза необходимо знать силу тока (I), объем раствора (V) и константу Фарадея (F).

Формула связи объема раствора, силы тока и времени:
V = I * t

Где:
V - объем выделенного вещества (в молях)
I - сила тока (в амперах)
t - время электролиза (в секундах)

Таким образом, время электролиза составит:
t = V / I

Для определения объема выделенного никеля (V) необходимо знать количество никеля в 1 мольном растворе NiSO4. Если концентрация раствора NiSO4 составляет 1М, то количество никеля равно 1 моль на 1 литр раствора (1000 мл). Поскольку объем раствора равен 500 мл (0.5 литра), то количество никеля составит 0.5 моль.

Тогда время электролиза будет равно:
t = (0.5 моль) / (2 А)
t = 0.25 часов или 15 минут

Таким образом, для выделения всего никеля потребуется время 15 минут.