Question

Sa se rezolve problema din poza atașată :

Answer 1

Răspuns: Varianta propusă

V-am anexat fotografii cu rezolvarea.

Explicație:

Am înțeles din enunț, că se dau cuplurile redox:

Fe³⁺ /Fe²⁺ , la care E⁰ la 25 grade C( ox/red)=+0,771V

și:

Sn⁴⁺/Sn²⁺, la care E⁰  la 25 grade C(ox/red)=+0,150 V

Cerințele vi le-am scris și în fotografia anexată:

a) Reacția chimică posibilă este (vezi potențialul celulei):

2Fe³⁺ + Sn²⁺       =   2Fe³⁺     +   Sn⁴⁺

ag.ox1    ag.red2......ag.red1       ag.ox.2

unde avem semireacțiile ce compun reacția de mai sus :

2Fe³⁺ +2e⁻ = 2Fe²⁺   reducere

ag. ox            forma redusă

Sn²⁺ -2 e⁻ = Sn⁴⁺       oxidare

ag.red         forma oxidată

b) Constanta de echilibru redox și potențialul la punctul de echivalență (v)

Constanta de echilibru redox, adică pentru o reacție reversibilă redox, Kr se calculează plecând de la legea acțiunii maselor și relația lui Nernst:

La echilibrul chimic, constanta de echilibru exprimată prin concentrațiile molare ale ionilor Fe și Sn, reactanți și produși de reacție este Kc:

Kc= CM (Fe²⁺)².CM(Sn⁴⁺) / ( CM (Fe³⁺)².CM (Sn²⁺)

Potențialele E1, E2 pentru cuplurile de mai sus, se calculează cu relația lui Nernst:

E1 ox/red Fe³⁺/Fe²⁺=E⁰₁Fe³⁺/Fe²⁺ +0,059/1 e . (lg (CM ox Fe³⁺/CM red Fe²⁺)

E2 Sn⁴⁺/Sn²⁺ (ox/red) = E⁰₂ Sn⁴⁺/Sn²⁺+0,059/2e.(lg (CM Sn⁴⁺/CM Sn²⁺)

Înlocuind aceste valori în Kc, obținem  expresia matematică a lui Kr:

Kr= 10 exp (1.2 (E⁰₁-E⁰₂)/ 0,059)

Kr=5,49.10²⁰, o valoare mai mare față de 10⁶ și care ne spune că reacția este spontanî între Fe³⁺și Sn²⁺.

Potențialul la punctul de echivalență(Ee), în timpul titrării ionilor de Fe³⁺ (proba) cu ionii de Sn²⁺ (reactiv) se calculează cu relația, dedusă tot cu ajutorul relației lui Nernst:

La pE avem egalitatea numărului de echivalenți gram(nEg):

nEg Fe³⁺ (probă) = nEg Sn²⁺ (reactiv de titrare)

Rezultă:

E e= (1)ne⁻ transferați de Fe³⁺.E⁰₁  + (2) n e⁻ transferați de Sn²⁺.E⁰₂/ 1+2

Vedeți valoarea în fotografie.

Ee=0,357 V

c) Curba de titrare este variația potențialului soluției de analizat (proba)E,(v) cu volumul de reactiv de titrare adăugat(mL), dar numai pentru cazul când între substanța de analizat și titrant are loc o reacție redox. Variația potențialului la saltul de la pE, pentru eroarea admisă, permite chimistului să aleagă indicatorul pentru titrarea redox respectivă.

Vedeți în fotografia anexată.

d) Eroarea admisă la titrarea Fe³⁺ cu Sn²⁺ este (+-1). Cât este variația de potențial la pE?

Ce trebuie să calculăm?

Vom calcula o variație de potențial la pE, adică 0,357 V (+-1%).

Se aplică relația matematică:

ΔE e= E1( 100+1) -E2( 100-1)

unde:

E1 (100+1) =0,771+0,059 lg 1/100=0,653 V

E2(100-1) =0,150 +0,059/2. (lg 99/1) =0,209V

Rezultă:

ΔE-variația de potențial în jurul pE este:

0,653V -----0,357V.......0,209 V