Решение задач 5 и 6: Реакция Cr2+ + Fe3+

Ниже представлено решение задач 5 и 6, оформленное для записи в тетрадь. Задание 5. Дано: Реакция: \( Cr^{2+} + Fe^{3+} \rightleftarrows Cr^{3+} + Fe^{2+} \) \( E^0_{Cr^{3+}/Cr^{2+}} = -0,41 \text{ В} \) (Примечание: в условии опечатка, стандартный потенциал этой пары отрицательный) \( E^0_{Fe^{3+}/Fe^{2+}} = +0,771 \text{ В} \) Найти: \( K_{p} - ? \) Решение: 1. Константа равновесия \( K_{p} \) связана со стандартной ЭДС реакции (\( E^0_{реак} \)) формулой: \[ \lg K_{p} = \frac{n \cdot E^0_{реак}}{0,059} \] где \( n \) — число электронов, участвующих в процессе. В данной реакции \( n = 1 \). 2. Вычислим стандартную ЭДС реакции как разность потенциалов окислителя и восстановителя: Окислитель: \( Fe^{3+} \) (\( E^0_{ок} = 0,771 \text{ В} \)) Восстановитель: \( Cr^{2+} \) (\( E^0_{вос} = -0,41 \text{ В} \)) \[ E^0_{реак} = E^0_{ок} - E^0_{вос} = 0,771 - (-0,41) = 1,181 \text{ В} \] 3. Рассчитаем логарифм константы равновесия: \[ \lg K_{p} = \frac{1 \cdot 1,181}{0,059} \approx 20,017 \] 4. Находим константу: \[ K_{p} = 10^{20,017} \approx 1,04 \cdot 10^{20} \] Ответ: \( K_{p} \approx 1,04 \cdot 10^{20} \). Задание 6. Дано: \( [ox] = [Cr_2O_7^{2-}] = 0,22 \text{ моль/л} \) \( [red] = [Cr^{3+}] = 0,32 \text{ моль/л} \) \( [H^+] = 1 \text{ моль/л} \) \( E^0_{Cr_2O_7^{2-}/2Cr^{3+}} = +1,33 \text{ В} \) Найти: \( E - ? \) Решение: 1. Запишем уравнение полуреакции: \[ Cr_2O_7^{2-} + 14H^+ + 6e^- \rightarrow 2Cr^{3+} + 7H_2O \] Число электронов \( n = 6 \). 2. Используем уравнение Нернста с учетом стехиометрии: \[ E = E^0 + \frac{0,059}{n} \lg \frac{[Cr_2O_7^{2-}] \cdot [H^+]^{14}}{[Cr^{3+}]^2} \] 3. Подставим значения: \[ E = 1,33 + \frac{0,059}{6} \lg \frac{0,22 \cdot 1^{14}}{0,32^2} \] \[ E = 1,33 + 0,00983 \cdot \lg \frac{0,22}{0,1024} \] \[ E = 1,33 + 0,00983 \cdot \lg(2,148) \] \[ E = 1,33 + 0,00983 \cdot 0,332 \] \[ E = 1,33 + 0,00326 = 1,33326 \text{ В} \] Ответ: Реальный потенциал \( E \approx 1,333 \text{ В} \).