Thế điện cực chuẩn của bạc và niken lần lượt là Eo(Ag+/Ag) = +0,80V và a) Ag+ là tác nhân oxy hóa còn Ni2+ là tác nhân khử.
b) Ag+ là tác nhân oxy hóa mạnh hơn Ni2+ và Ag là chất khử mạnh hơn Ni.
c) Ni2+ có thể bị khử bới bạc kim loại.
d) Ag+ là tác nhân oxy hóa mạnh hơn Ni2+ và Ni là chất khử mạnh hơn Ag.
e) Ni2+ là tác nhân oxy hóa mạnh hơn Ag+ và Ag là chất khử mạnh hơn Ni.
a) Cu2+(aq)│Cu(r)║Zn(r)│Zn2+(aq). b) Zn2+(aq)│Zn(r)║Cu(r)│Cu2+(aq). c) Zn(r)│Zn2+(aq)║Cu2+(aq)│Cu(r). d) Cu(r)│Cu2+(aq)║Zn2+(aq)│Zn(r). BÀI GIẢI: Câu c
ITALY 1999
Điện phân một dung dịch CuSO4(100mL; 0,150M) với cường độ 1,25A cho tới khi toàn bộ Cu thoát ra thì thời gian cần thiết là:
a) 77,2 phút b) 60,3 phút c) 19,3 phút d) 38,6 phút BÀI GIẢI: Câu d ÁO 1999
Trong phép phân tích này tác nhân oxy hóa là ion Ce4+, nó dễ bị khử thành ion Ce3+. Gía trị của thế oxy hóa - khử của những ion này phụ thuộc vào những anion có
mặt. Chất chính để oxy hóa dung dịch Ce4+ là As2O3. Cho As2O3 tác dụng với NaOH rồi axit hóa thu được asenit (AsO33-), ion này bị Ce4+ oxy hóa thành asenat (AsO43-), xúc tác là một lượng nhỏ OsO4, chất chỉ thị oxy hóa - khử là feroin.
Viết phương trình ion của phản ứng chuẩn độ asenit bằng Ce4+ và tính thế ở điểm tương đương (Eeq) khi làm việc với pH = 1.
Eo1(AsO43-/AsO33-) = 0,56V Eo2(Ce4+/Ce3+; HClO4) = 1,70V BÀI GIẢI:
AsO33-o + 2Ce4+ + H2O → 2Ce3+ + AsO43- + 2H+ [ AsO43 −]
0,059 [ AsO43 −][ H +] 2 o 0,059 + 2 0,059
E1 = E1 +
lg [AsO33−] = E1 + lg[H ]
+
lg[AsO33−]
2 2 2
Khi pH = 1 thì E1= Eo −0,059 + 0,059lg [AsO43−]
1 2 [AsO33−]
[Ce4+]
E = Eo +0,059 lg
[Ce3+]
2 2 2
Eeq = E1 = E2 [ Ce 4 +]− [AsO43−] [ Ce4 +]+ [AsO33−]
Eo − 0,059 − Eo = 0,059 lg
0,059lg = 0,059 lg
0,059 lg
1 2 [Ce3+] 2 [AsO33−] [Ce3+]2 [AsO43−]
Ở điểm tương đương: [ AsO33−]= [ Ce4+]⇒E
eq= 0,90 V
[AsO43−] [Ce3+]
ĐỨC 1999 (Vòng 2)
Cho ba tế bào điện hóa với các hiệu điện thế tương ứng ở 298K:
1) Hg/HgCl2, KCl (bão hoà)//Ag+ ( a = 0,0100mol/L)/Ag E = 0,439V 2) Hg/HgCl2, KCl (bão hoà) = AgI (bão hoà)/Ag E = 0,089V
3) Ag/AgI (bão hoà), PbI2 (bão hoà) // HgCl2, KCl (bão hoà)/Hg E = 0,230V
a) Hãy trình bày khái niệm hoạt độ nghĩa là gì và nó được ứng dụng ở đâu trong điện hóa học?
b) Tính TAgI.
c) Tính T của PbI2
a) Do tác động tương hỗ của các ion với nhau mà nhiều khi các dung dịch với những nồng độ C ≥ 0,01M không còn xử sự như những dung dịch lý tưởng nữa. Khi đó người ta tính toán bằng “nồng độ hữu hiệu” và gọi đó là hoạt độ. Ở những nồng độ thấp thì hoạt độ bằng nồng độ.
Từ điện áp của tế bào 1 người ta có thể tính được điện thế của điện cực
2 2
Sau đó có thể tính được nồng độ ion bạc trong tế bào 2. Vì rằng ở đây nồng độ ion iodua bằng nồng độ ion bạc, cho nên kết qủa là tích số hoà tan của bạc iodua T = [Ag+]2.
Cũng từ hiệu điện thế của tế bào 3 người ta có thể tính được nồng độ ion bạc rồi từ đó sử dụng tích số hoà tan vừa tính được ở trên cố thể tính được nồng độ ion iodua trong tế bào này. Nồng độ iodua này lớn hơn nhiều so với nồng độ ion bạc. Lượng dư ion iodua phải hình thành do sự hoà tan chì iodua, một nửa lượng dư đó cho biết nồng độ ion chì. Bằng cách đó có thể tính được tích số hoà tan của PbI2.
b) Tính điện thế của điện cực calomen: E1 = E(Ag+/Ag) – Ecalomen Với E(Ag +/Ag) = Eo+ RT
Flna(Ag+ )= 0,681V Tính nồng độ ion bạc:
E2 = E(AgI (bão hòa)/Ag//Ag) – Ecalomen ⇒ E(AgI (bão hòa)/Ag//Ag) = 0,331V
Mặt khác ta có:
E(AgI (bão hòa)/Ag//Ag) = Eo + RT
Flna(Ag +)= 0,331V ⇒a( Ag+) = 1,22.10−8M Với đại lượng này thì [Ag+] = a(Ag+)
TAgI = 1,48.10-16.
c) E3 = Ecalomen – E(AgI (bão hoà), PbI2 (bão hoà)/Ag)
E(AgI (bão hoà), PbI2 (bão hoà)/Ag) = 0,012V
Tương tự như ở phần b, kết qủa thu được ở đây là [Ag+] = 4,89.10-
14M Phần nồng độ ion iodua sinh ra từ AgI cũng bằng như vậy.
Sử dụng tích số hoà tan đối với AgI đã tính được ở phần b ta có:
[I-] = 3,02.10-3M
Phần nồng độ iọn iodua sinh ra từ AgI là không đáng kể so với gía trị này. Như vậy nồng độ ion chì sẽ là 0,5[I-].
T(PbI2) = 0,5[I-]3 = 1,38.10-8M3. ĐỨC 1999 (Vòng 3)
Cho các thế chuẩn sau đây:
AgBr(r) + e → Ag + Br- Eo 1= 0,0713V
Ag+ + e → Ag Eo 2= 0,7996V
a) Trên cơ sở đó hãy tính TAgBr ở 25oC.
b) Từ đó hãy tính ∆Go đối với qúa trình: AgCl(r) ⇌ Ag+(aq) + Cl-(aq). Biết
SAgCl(25oC) = 1,274.10-5M.
BÀI GIẢI:
a) Eo1 có liên quan đến một bán tế bào, trong đó ở trên một lớp kết tủa bạc bromua nồng độ ion bromua là 1,00M. Nhờ có Eo2 người ta có thể theo phương
trình Nernst tính được nồng độ ion bạc trong tế bào và từ đó nhờ có [Br-]
= 1,00M có thể tính được tích số hoà tan.
E1o = E2o + RT
F ln C1 ⇒ 4,81.10−13 M ⇒ TAgBr = 4,81.10−13 M 2
b) Từ độ hoà tan ta có: [Ag+] = [Cl-] = 1,274.10-5M và như vậy là tích số hoà tan
T = (1,274.10-5)2. T cũng là hằng số cân bằng KC đối với phản ứng: AgCl(r) ⇌
Ag+(aq) + Cl-(aq)
KC ngoài ra cũng là hằng sô cân bằng nhiệt động lực học. Điều này có nghĩa là: ∆Go = -RTlnT = 55,8kJ/mol.