第十三章电分析化学导论

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Θ
=0.5894V
(1)为原电池:
U = E
阴–E
阳–Байду номын сангаасR
=0.5894–0.2986–0.0672= 0.2236v
(2)为电解池:
E = E
阳– E

= 0.2908–0.5894
= - 0.2908v
U =|E|+ IR
= 0.2908 + 0.0672
= 0.358V
13-15已知电池
Pt︳Fe(CN)
2+--⊙
= E
-⊙2++
Cu/Cu
-+ 0.059lg[
Cu]/[
Cu]
2++
∵Cu+I+e=CuI
∴[Cu][I]=K
SPCuI
+-
+-
即[Cu]= K
SPCuI/[I]
E
Cu2+
/Cu
2++= E⊙
Cu
-2+
/Cu++ 0.059lg[
Cu]*[I]/K
SPCuI
-12+-
当[
Cu]=[I]=1mol*L
解:U=E
sce-E
Agcl/Ag=0.2444-0.2223=0.021V
U=iR i=2.0×10A R=100+Ra代入公式,
0.0221=2.0×10(100+Ra)
Ra=10.5Ω
电池内阻为10.5Ω
13-12已知下列半反应以及其标准电极电位为
Sn2+-4-4
-4-.-1
o-12
+ 2e= Sn E-0.316v
E= E(1)=0.86v
E⊙2++
Cu/Cu

= E(2)=0.159v

0.86=0.159+0.159lg1/K
SPCuI
K
SPCuI=1.4*10
13-3电化学中的氧化还原反应与非电化学的氧化还原反应有什么区别?
答:电化学的氧化还原是电子在电极上发生转移,有电流通过,方程式可写成两极的反应;而非电化学的氧化还原没有电流,方程式不能拆开写.
2+--⊙
E(2)=0.159v

解E
Cu2++
/Cu
+= E
-⊙2++
Cu/Cu
-+ 0.059lg[
Cu]/[
Cu]
2++
∵Cu+I+e=CuI
∴[Cu][I]=K
SPCuI
+-
+-
即[Cu]= K
SPCuI/[I]
E
Cu2+
/Cu
2++= E⊙2++
Cu/Cu
-+ 0.059lg[
Cu]*[I]/ K
2O+2e
正极: HgO+ H
2O +2e= Hg+2OH
电池反应: Zn+ HgO+ H
2O= ZnO
2+2OH
EZnO
2)=-1.239v
2
2-4
2--
--
-2--
⊙2-⊙
2-2+
2+2+2-
)=0.116v
E= EHgO/Hg- EZnO
2/Zn=1.355v
13-6已知下列半电池反应及其标准电极电位为:
SCE
E
2= EM/M+ (0.059/n)lg[M]′- E
SCE
E
1- E
2=(0.059/n)lg[M]/[M]′
∵E
1=0.100v E
2=0.050v [M]/[M]′=50
∴0.050=(0.059/n)㏒50
即n=2
13-9试通过计算说明下列半电池的标准电极电位是否相同的
H
2(1)
+n+n+
6(3.60×10mol/L),Fe(CN)
6(2.7×10mol/L)‖Ag(1.65×10mol/L)︳Ag
内阻为4.1Ω,计算0.016A电流流过时所连接的外接电源的起始电压是多少?EFe(CN)
6/Fe(CN)
6=+0.36V,EAg/Ag=+0.80V
解:电极反应:
阳极:Ag – e= Ag
IO
3+6H+5e
2+3H
2O E=1.195V
ICl
2+e
2+2Cl
---⊙
-+-⊙
2-
E=1.06v
---⊙
计算半电池反应: IO
3+6H+2Cl+4e= ICl
2+3H
2O的E值.
解:因为:△rGm=△rGm
1-△rGm
2
即有:-nFE=-n
1F E
1+n
2FE
2
E(-n
1FE
1+n
2FE
2)/ (-nF)
n+n+
⊙n+n+
⊙n+n+n+
-n+
⊙-143
2H+2e=H
2(2)
θ
+-
解:由公式E=E+(0.059/n)lg[a
o]/[a
k]
E(1)=E+(0.059/n)lg[H]/Pa(H
2)
=E+0.059 lg[H]/Pa(H
2)
θ+
θ+
E(2)=E+(0.059/n)lg[H]/Pa(H
2)
=E]/Pa(H
阴极:Fe(CN)
6+ e= Fe(CN)
6
电极电势:
13-5写出下列电池的半电池反应及电池反应,计算其电动势,并标明电极的正负。
(1)Zn︱ZnSO4(0.100mol/L)‖AgNO3(0.010mol/L)︱Ag
EZn/Zn= -0.762v,EAg/Ag=0.80v
解:负极:Zn=Zn+2e正极:2Ag+2e=2Ag
电池反应:Zn+2Ag=Zn+2Ag
2-4-
Pt︱V(OH)
4(1.04×10mol/L),VO(7.15×10mol/L),H(2.75×10mol/L)‖Cu(5.00×10mol/L)︳Cu
EVO/VO=+1.00v, ECu/Cu=+0.337v
Θ-2+Θ2+
2+-2
+-42+-3+-3解:电极反应
阳极:Cu –2e=Cu
++
13-2能否通过测定电池电动势求得弱酸或弱碱的电离常数、水的离子积、溶解积和络合物的稳定常数?试举例说明。
答:可以。
例如:已知下列半反应以及其标准电极电位为
Cu+I+e=CuI (1) E(1)=0.86v
Cu+ e= Cu(2) E(2)=0.159v
计算CuI的溶度积。
解E
Cu2++
/Cu
+
2+-+⊙
SPCuI
-12+-
当[
Cu]=[I]=1mol*L
E= E(1)=0.86v
E⊙
Cu2+
/Cu+

= E(2)=0.159v

0.86=0.159+0.159lg1/ K
SPCuI
K
SPCuI=1.4*10
13-11已知25C时饱和甘汞电极的电位E
sce=+0.2444v,银/氯化银的电极电位
E
Agcl/Ag=+0.2223v([Cl]=1.0molL),当用100Ω的纯电阻连接下列电池时,记录到2.0×10A的起始电流,则此电池的内阻,即溶液的电阻是多少?
2
(50663Pa),Pt
EH/H
2=0v,ECl/Cl
2=1.359v
解:负极:H
2=2H+2e正极:Cl
2+2e=2Cl
+---
⊙+⊙-
电池反应:H
2+ Cl
2=2HCl
E=ECl
2/Cl--EH/H
2(0.01×101325)]-(0.1)×
2
+
=1.359+0.088
=1.447v
(4)Pb|PbSO
2---
-⊙
SnCl
4+ 2e= Sn + 4Cl
计算络合物平衡反应
SnCl
4= Sn+ 4Cl
的不稳定常数。(25℃)
解E
Sn2+
/Sn2-2+-E= -0.19v

= E⊙2+
Sn/Sn
2-Sn]
-2+
SnCl
4=Sn+4Cl
2+-42+
∵[Sn][Cl]/[SnCl
4]=K

∴[Sn]= K
稳*[SnCl
4(0.100mol/L)‖HClO
4(0.100mol/L),Fe(0.020mol/L)Fe(0.002mol/L)|pt
Evo
2/vo=1.00v,EFe/Fe=0.77v
2+++-3+-2+
⊙+2+⊙3+2+
3+2+
+2+
+2+
+○++2
解:负极:VO+H
2O= VO
2+2H+e正极:Fe+e= Fe
-12
13-4充电电流是如何形成的?它与时间的关系有何特征?能否通过降低和消除充电电流来发展灵敏的电分析方法?
答:电极表面双电层类似一个电容器,当向体系施加电扰动的时,双电层所负载的电荷会发生相应该变,导致电流的产生,这一部分电流称为充电电流.当施加一个电位阶跃,充电电流随时间成指数衰减,时间常数为RC,不能通过降低或消除充电电流来发展灵敏的电分析方法。
-3
E=E
E- E
2O]
∵E=-0.51v
∴E= E
2O]
⊙3
⊙⊙
]
=-1.34v
即25℃时E为-1.34v
13-8 Hg∣Hg
2Cl
2,Cl(b饱和)‖
M∣
M
上述电池为一自发电池,在25℃时其电动势为0.100v,当
M的浓度稀释至原来的时,电池电动势为0.0500v。试求右边半电池的n值。
解E
1= EM/M+ (0.059/n)lg[M]- E
4]/[Cl]
E
Sn2+
/Sn2+2--4
2-
= E⊙
Sn2+
/Sn㏒{K
稳*[SnCl
4]/[Cl]}
2--4
且E⊙2+
Sn/Sn
2-=-0.316
--12+
/Sn
当[SnCl
4]=[Cl]=1mol*L E
Sn= -0.19v
E
Sn2+
/Sn= E⊙
Sn2+
/Sn稳

K稳=1.48*10
13-13已知下列半电池反应及其标准电极电位
2)
θ+
θ+2
θ+2
=E+0.059lg[H]/Pa(H
2)
∵Pa(H
2)为一个标准大气压即Pa(H
2)=1
∴E(1)= E(2)
故它们的标准电极是相同的
13-10已知下列半反应以及其标准电极电位为
Cu+I+e=CuI (1) E(1)=0.86v
Cu+ e= Cu(2)
计算CuI的溶度积。
2+-+
4(固),K
2SO
4(0.200mol/L)||Pb(NO
3)
2(0.100mol/L)|Pb
EPb/Pb=-0.126v, Ksp(PbSO
4)=2.0×10
2--2+-
○2+-8
解:负极: Pb+ SO
4= pbSO
4+2e正极: Pb+2e= Pb
电池反应:Pb+ SO
4= pbSO
4
E Pb/ Pb =--0.1555v
○=○○
⊙⊙⊙
-+
=(-5×1.195+1.06)/(-4)
=1.23v
13-7已知下列半电池反应以及其标准电极电位为
Sb+3H+3e= SbH
3 E=-0.51v
计算半电池反应:Sb+3H
2O+3e= SbH
3+3OH
在25℃时的E值。
解E=E
⊙⊙
SbH3/Sb

SbH3/Sb⊙--
+-⊙
]
]
3-3
HgY
Hg
计算络合物生成反应:
Hg2+2--2
+ 2e= Hg+ Y E=0.21V

-4-Θ
2++ 2e= Hg E=0.845V
+ Y4-≒ Hg Y4-
的稳定常数的lgK值(25℃)。
解:电极反应为
HgY
Hg
①中2 -+ 2e= Hg+Y
--2-①
2++ 2e= Hg②
/Hg=EHgY
2-4-Θ2-
EZn/Zn= EZn/Zn+0.059lg[Zn]/n
2+⊙2+2+
+2+
2+-+-
⊙2+⊙+
=-0.7916v
EAg/Ag= EAg/Ag+0.059lg[Ag]/n
=0.682v
E = EAg/Ag-EZn/Zn=1.474V
(2)Pt|vo
2(0.001mol/L)vo(0.010mol/L),HClO
E Hg2+/Hg =EHg
Θ2+/Hg +
稳+]/ [Y]
令上式中[HgY]=[Y]=1mol/L,得上式仅有K
稳为未知数,
得:E Hg/Hg= EHgY/Hg =EHg/

0.21=0.845+0.0295 lg1/K

0.21=0.845-0.0295 lgK

得lgK
稳≈21.54
13-14已知下列电池中溶液的电阻为2.24Ω,如不计极化,试计算要得到0.03A的电流时所需施加的外加电源的起始电压是多少?2+Θ2-Θ2+
电池反应:VO+ Fe+ H
2O= VO
2+ Fe+2H
E vo
2/vo=1+0.059lg0.001×
E Fe/Fe
3+2++2+
3+2+
+2+2+3++2++
E= E Fe/Fe-E vo
2/vo=0.006v
(3)Pt,H
2(20265Pa)|HCl(0.100mol/L)|| HCl(0.100mol/L)|Cl
E pbSO
4/ Pb--0.3325v
E= E Pb/Pb-E PbSO
4/ Pb=0.177v
(5)Zn|ZnO
2(0.010mol/L),NaOH(0.500mol/L)|HgO(固)Hg
EZnO
2/ Zn=-1.216v, EHgO/Hg=0.0984v
解:负极: Zn+4OH= ZnO
2+2H
十三章电化学分析导论
13-1为什么不能测定电极的绝对电位,我们通常使用的电极电位是如何得到的?答:不能。电池都是至少有两个电极组成的,根据它们的电极电位,可以计算出电池的电动势。但是目前还无法测量单个电极的电位绝对值,而只能使用另一个电极标准化,通过测量电池的电动势来获得其相对值。
我们使用的电极电位是以标准氢电极作为标准,即人为规定起电极电位为零,将它与待测电极组成电池,所测得的电池电动势即为该电极的电极电位。应该注意的是,当测量的电流较大或溶液电阻较高时,一般测量值中常包含有溶液的电阻所引起的电压降iR,所以应当加以校正。
-2+
阴极:V(OH)
4+2H+ e= VO
2+3H
2O
电极电极电势:
阳极:E=ECu]
×10)
-2
Θ2+2+
-+
=0.2986V
阴极:E=EV(OH)4+/V02+ + 0.059lg[V(OH)4+][H+]2/[VO2+]
=1.00 + 0.059lg1.04×10×(2.75×10×10
-4-3-3
相关文档
最新文档