Предыдущая задача Содержание Следующая задача 38-ая Международная Химическая Олимпиада
Тренировочные задачи

Задача 13. Электрохимический потенциал, энергия Гиббса и растворимость

Протоны нейтроны и электроны – три вида элементарных частиц, наиболее важные в химии. Перенос нейтрона в обычных химических реакциях не происходит. Перенос протона (иона водорода) составляет основу кислотно-основных, а перенос электрона – окислительно-восстановительных реакций. Последние играют большую роль в процессах жизнедеятельности, примерами служат фотосинтез и дыхательные процессы. Окислительно-восстановительные реакции можно использовать для измерения термодинамических величин.

Справочная информация:

            Ag+(р-р)+ e–® Ag(тв.)                       E° = 0.7996 В

            AgBr(тв.) + e–® Ag(тв.) + Br–(р-р)        E° = 0.0713 В

            ΔfG°(NH3(р-р)) = –26.50 кДж/моль

            ΔfG°(Ag(NH3)2+(р-р)) = –17.12 кДж/моль

+1.441 В
BrO3–(р-р)    HOBr   Br2(р-р)  Br–(р-р)

13-1. Рассчитайте ΔfG°(Ag+(р-р)).

13-2. Рассчитайте константу равновесия следующей реакции при 25°С:

Ag+(р-р) + 2NH3(р-р)® Ag(NH3)2+(р-р)

13-3. Рассчитайте значение Ksp для AgBr при 25 °C.

13-4. Рассчитайте растворимость AgBr в 0.100 M водном растворе NH3 при 25 °C.

13-5. В гальваническом элементе со стандартным водородным электродом в качестве анода протекает реакция

Br2(ж) + H2(г) + 2 H2O(ж)® 2 Br–(р-р) + 2 H3O+(р-р)

К раствору были добавлены ионы серебра для осаждения AgBr, в результате концентрация [Ag+] достигла 0.0600 M. Напряжение на ячейке составило 1.721 В. Рассчитайте ΔE° гальванического элемента.

13-6. Оцените растворимость Br2 в воде при 25 °C.

Ответ

13-1.      77.15 кДж/моль.

13-2.      1.7×107.

13-3.      4.9×10-13.

13-4.      2.9×10-4 М.

13-5.      1.065 В.

13-6.      0.077 М.