Question

Пластинки железа опускали в растворы солей: CuSO4, AgNO3,MgCl2, KCl. В каком случае пойдет реакция? Написать уравнения и рассчитать ΔG. Какой ион металла обладает большими окислительными свойствами?

Answer 1

Реакция пойдет, если пластинка опущена в раствор, в кот. находятся катионы менее активных металлов (катионы, обладающие большими окислительными свойствами, чем катион железа).
Эл. потенциалы в порядке убывания:
Ag+ + ē → Ag , φº=0,799 В
Cu2+ + 2ē → Cu , φº=0,345 В
Fe2+ + 2ē → Fe , φº=–0,440 В
Mg2+ + 2ē → Mg , φº=–2,363 В
K+ +ē → K , φº=–2,924 В
Чем выше φº, тем слабее восст. способность металла и тем выше ок. способность его ионов. Поэтому наибольшими ок. способностями среди данных ионов обладают катионы серебра.

φºFe2+/Fe < φºCu2+/Cu и φºAg+/Ag, поэтому реакции пойдут в растворах CuSO4 и AgNO3.

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu↓
Еº = φº восст. – φº ок. = 0,345 –(–0,440) = 0,785 B
ΔGº = –nFEº = –2 ∙ 96,485 ∙ 0,785 = –151,5 кДж
Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag↓
Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag↓
Еº = φº восст. – φº ок. = 0,799 –(–0,440) = 1,239 B
ΔGº = –nFEº = –2 ∙ 96,485 ∙ 1,239 = –239,1 кДж