Question

Рассчитайте ЭДС и константу равновесия ОВР:
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 + MnSO4 + H2O ,
Если рН=1,7, а концентрации ионов Fe2+, MnO4-, Fe3+ и Mn2+ соответственно равны (моль/л) : 0,01; 0,1; 1,0; 1,5.

Answer 1

Fe3+ + ē ⇆ Fe2+ , φ° (Fe3+|Fe2+)= +0,771 В
φ (Fe3+|Fe2+) = φ°(Fe3+|Fe2+) + 0,059/n ∙ lg ([Fe3+]/[Fe2+]) = +0,771 + 0,059∙ lg (1,0/0,01) = + 0,889 B
MnO4- + 8H+ + 5ē ⇆ Mn2+ + 4H2O , φ° (MnO4-|Mn2+)= +1,507 В
φ (MnO4-|Mn2+) = φ°(MnO4-|Mn2+) + 0,059/n ∙ lg ([MnO4-]∙[H+]^8/[Mn2+])
[H+] = 10^–рН = 10^–1,7
φ (MnO4-|Mn2+) = +1,507 + 0,059/5 ∙ lg (0,1 ∙ (10^–1,7)^8/1,5) = + 1,333 B
ЭДС в данных условиях: ΔЕ= φк – φа = 1,333 – 0,889 = 0,444 В
ЭДС в ст. условиях: ΔЕ° = φ°к – φ°а = 1,507 – 0,771 = 0,736 В
lgKравн. = z ∙ ΔЕ°/0,059 = 5 ∙ 0,736 / 0,059 = 62,4
Kравн. = 10^62,4 = 2,36 ∙ 10^62
Такое высокое значение константы говорит о том, что равновесие практически на 100% сдвинуто в сторону продуктов реакции, т.е. реакция необратима.