Zadania 1. Oblicz potencjał półogniwa zbudowanego z metalicznej

Zajęcia 12 – Równowagi redox, równanie Nernsta, SEM, kierunek przebiegu reakcji redoks
Zadania
1. Oblicz potencjał półogniwa zbudowanego z metalicznej cyny zanurzonej do roztworu chlorku cyny(II) o
stężeniu 10−4 M. Eo Sn2+/Sn= −0,136 V.
2. Potencjał standardowy układu BrO3−/Br− wynosi +1,44 V. Jak zmieni się potencjał takiej standardowej
elektrody, jeżeli stężenie jonów wodorowych zostanie zmniejszone do 0,050 M?
3. Jakie musi być stężenie roztworu siarczanu( VI) chromu(III) aby potencjał blaszki chromowej zanurzonej
w tym roztworze wynosił E= −0,80 V? Potencjał standardowy EoCr3+/Cr= −0,74 V.
4. Zbudowano ogniwo z elektrod kadmowej i żelaznej zanurzonych do roztworów wodnych swych
dwuwartościowych kationów o stężeniach wynoszących 0,10 M. Określ znaki obu elektrod. Zapisz schemat
ogniwa i oblicz SEM. EoCd2+/Cd= −0,402 V, EoFe2+/Fe= −0,44 V.
5. Zbudowano ogniwo z elektrod niklowej i kadmowej zanurzonych do roztworów wodnych swych
dwuwartościowych kationów o stężeniach wynoszących 0,050 M. Określ znaki obu elektrod. Zapisz
schemat ogniwa i oblicz SEM. EoCd2+/Cd= −0,402 V, EoNi2+/Ni= −0,25 V.
6. Oblicz SEM następującego ogniwa w temperaturze 25oC:
a) Pt│MnO4−(0,080 M), Mn2+(0,150 M), H+(1,325 M)║Fe3+(0,138 M), Fe2+(0,0072 M)│Pt
EoMnO4−, H+/Mn2+= 1,51 V, EoFe3+/Fe2+= 0,77 V.
b ) Pt│Cr2O72−(0,28 M), Cr3+(0,020 M), H+(0,55 M)║I2 (0,080 M), I− (0,82 M)│Pt
EoCr2O72−, H+/Cr3+= 1,33 V, EoI2/I−= 0,535 V.
c) Sn│Sn2+(0,28 M)║Tl+ (0,025 M)│Tl
EoSn2+/Sn= −0,138 V, EoTl+/Tl= −0,336 V.
7. W oparciu o potencjały standardowe odpowiednich procesów red-ox, podaj kierunek, w którym będą
przebiegać następujące reakcje:
a) Cr2O72− + H2S + H3O+ = Cr3+ + S + H2O; EoCr2O72-, H+/Cr3+= 1,33 V, EoS/S2−= −0,476 V.
b) Sb2O5 + I− + H3O+ = SbO+ + I2 + H2O ; EoSb2O5, H+/SbO+= 0,58 V, EoI2/I−= 0,535 V.
c) MnO2 + Cl− + H3O+ = Cl2 + Mn2+ + H2O; EoMnO2, H+/Mn2+= 1,224 V, EoCl2/Cl−= 1,358 V.
d) Hg22+ + MnO2 + H3O+ =Hg2+ + Mn2+ + H2O; EoHg22+/Hg2+= 0,797 V, EoMnO2, H+/Mn2+= 1,224 V.
e) SO2 + I2 + H2O = I‾ + SO42− + H3O+; EoSO2/SO42−= 0,172 V, EoI2/I−= 0,535 V.
f) VO2+ + AsO2− + H3O+ = AsO43− + V3+ + H2O; EoVO2+,H+/V3+= 0,337 V, EoAsO43−/AsO2− = 0,560 V.
g) Fe2+ + ClO− = Fe3+ + Cl− + OH−; EoFe3+/Fe2+= 0,771 V, EoClO−/Cl−= 0,841 V.
8. Która z poniższych reakcji zajdzie w środowisku zasadowym? Odpowiedź uzasadnij.
a) MnO4− + Br− →
b) MnO4− + Fe2+ →
EoMnO4−/MnO2, OH−= 0,56 V, EoBr2/Br−= 1,09 V, EoFe3+/Fe2+= 0,77 V.
9. Podaj reakcję redukcji zachodzącą w roztworze obojętnym w układzie red-ox MnO2/MnO42−. Oblicz jak i
o ile zmieni się wartość tego potencjału, gdy pH roztworu zmniejszy się o 2 jednostki.
10. Zbudowano półogniwo I rodzaju zanurzając blaszkę cynkową do 1,0 M roztworu ZnSO4. Następnie
połączono to półogniwo kluczem elektrolitycznym z półogniwem wodorowym pracującym także w
warunkach standardowych. Zapisz zbilansowane równanie Nernsta opisujące oba półogniwa i oblicz SEM
tak zbudowanego ogniwa cynkowo-wodorowego. EoZn2+/Zn= −0,763 V.
11. Oblicz siłę elektromotoryczną ogniwa zbudowanego z półogniw (1) Cu(s)│CuSO4(aq) (0,010 M)│oraz (2)
Cu(s)│CuSO4(aq) (0,10 M)│ w temperaturze 25°C. Która z elektrod będzie wykazywała wyższy potencjał? W
jaki sposób można zwiększyć siłę elektromotoryczną takiego ogniwa?