Вопрос, который вызвал трудности
При каком отношении концентраций H3AsO4 и HAsO2 ЭДС системы
HAsO2 + 2H2O + I2 → H3AsO4 + 2H+ + 2I-
станет равна 0,05 В, если [I2]= 1∙10^-3 моль/л, [I-]= 0,1 моль/л, а pH=2,5 ?
φ° (H3AsO4/HAsO2) = +0,559 В, φ° (I2/2I-)= +0,536 В.
Ответ экспертов Учись.Ru
Чтобы дать полноценный ответ, был привлечён специалист, который хорошо разбирается в теме.
После обсуждения с другими специалистами сервиса мы пришли к выводу, что правильный ответ на ваш вопрос будет звучать следующим образом:
В этой системе иод восстанавливается, т.е. идет катодный процесс, а мышьяк окисляется, т.е. идет анодный процесс.
ЭДС = φк – φа = φ (I2|I-) – φ (H3AsO4/HAsO2) = 0,05 В
φ = φ° + 0,059/n ∙ lg ([окисл. форма]/[восст. форма])
I2 + 2ē ⇆ 2I- , φ° (I2/2I-)= +0,536 В.
φк =φ (I2|I-) =φ°(I2|I-) + 0,059/n ∙ lg ([I2]/[I-]²)= +0,536 В + 0,059/2∙ lg (1∙10^-3/0,1²)= +0,5065 B
H3AsO4 + 2H+ + 2ē ⇆ HAsO2 + 2H2O , φ° (H3AsO4/HAsO2) = +0,559 В
φа = φк – ЭДС = 0,5065 – 0,05 = 0,4565 В
φа = φ (H3AsO4/HAsO2) = φ° (H3AsO4/HAsO2) + 0,059/n ∙ lg ([H3AsO4]∙[H+]²/[HAsO2])
lg ([H3AsO4]∙[H+]²/[HAsO2]) = (0,4565 – 0,559) ∙ 2 / 0,059 = – 3,475
[H3AsO4]/[HAsO2] = 10^– 3,475/[H+]²
[H+] = 10^–рН = 10^–2,5
[H3AsO4]/[HAsO2] = 10^– 3,475/(10^–2,5)² = 33,5
ЭДС = φк – φа = φ (I2|I-) – φ (H3AsO4/HAsO2) = 0,05 В
φ = φ° + 0,059/n ∙ lg ([окисл. форма]/[восст. форма])
I2 + 2ē ⇆ 2I- , φ° (I2/2I-)= +0,536 В.
φк =φ (I2|I-) =φ°(I2|I-) + 0,059/n ∙ lg ([I2]/[I-]²)= +0,536 В + 0,059/2∙ lg (1∙10^-3/0,1²)= +0,5065 B
H3AsO4 + 2H+ + 2ē ⇆ HAsO2 + 2H2O , φ° (H3AsO4/HAsO2) = +0,559 В
φа = φк – ЭДС = 0,5065 – 0,05 = 0,4565 В
φа = φ (H3AsO4/HAsO2) = φ° (H3AsO4/HAsO2) + 0,059/n ∙ lg ([H3AsO4]∙[H+]²/[HAsO2])
lg ([H3AsO4]∙[H+]²/[HAsO2]) = (0,4565 – 0,559) ∙ 2 / 0,059 = – 3,475
[H3AsO4]/[HAsO2] = 10^– 3,475/[H+]²
[H+] = 10^–рН = 10^–2,5
[H3AsO4]/[HAsO2] = 10^– 3,475/(10^–2,5)² = 33,5