Решение задачи: Расчет электродного потенциала по уравнению Нернста

Для решения задачи воспользуемся уравнением Нернста. Оно позволяет рассчитать реальный (электродный) потенциал системы в зависимости от концентрации участников реакции. Задание 4. Дано: \[ [ox] = [ClO_3^-] = 0,1 \text{ моль/л} \] \[ [H^+] = 1 \text{ моль/л} \] \[ E^0_{2ClO_3^-/Cl_2} = +1,47 \text{ В} \] \[ T = 298 \text{ К} \] Найти: \[ E - ? \] Решение: 1. Запишем полуреакцию восстановления хлорат-иона до свободного хлора: \[ 2ClO_3^- + 12H^+ + 10e^- \rightarrow Cl_2 + 6H_2O \] В данной реакции число принимаемых электронов \( n = 10 \). 2. Уравнение Нернста для данной системы при стандартной температуре (\( 25^\circ C \)) имеет вид: \[ E = E^0 + \frac{0,059}{n} \lg \frac{[ox]}{[red]} \] С учетом стехиометрических коэффициентов и того, что концентрация газообразного хлора \( [Cl_2] \) принимается за единицу (стандартное состояние), формула примет вид: \[ E = E^0 + \frac{0,059}{10} \lg ([ClO_3^-]^2 \cdot [H^+]^{12}) \] 3. Подставим численные значения в формулу: \[ E = 1,47 + \frac{0,059}{10} \lg (0,1^2 \cdot 1^{12}) \] \[ E = 1,47 + 0,0059 \cdot \lg (10^{-2}) \] Так как \( \lg(10^{-2}) = -2 \), получаем: \[ E = 1,47 + 0,0059 \cdot (-2) \] \[ E = 1,47 - 0,0118 \] \[ E = 1,4582 \text{ В} \] Округлим результат до сотых: \[ E \approx 1,46 \text{ В} \] Ответ: Реальный окислительно-восстановительный потенциал пары составляет \( 1,46 \text{ В} \).