Question

Un chimist are nevoie in laborator de o solutie apoasa de FeCl₃ 10⁻²M, preparata din reactiv de puritate analitica. El este preocupat sa evalueze concentratia Fe²⁺ in aceasta solutie la pH = 0 respectiv la pH =2.
a. Determinati concentratia Fe²⁺ din solutia apoasa “pura” de FeCl₃ 10⁻²M, la pH = 0 si la pH=2.
b. Scrieti ecuatia reactiei chimice in urma careia Fe²⁺ apare prezent in solutia de FeCl₃ 10⁻²M.
Se dau: ε°Fe³⁺/Fe²⁺=0.760V; ε°O₂/O²⁻=1.23V

Answer 1

a) E oxidare = E0 [O2/O(2-)] - 0,059/n * pH  = E0 [Fe(3+)/Fe(2+)] + 0,059/n * lg [Fe(3+)/Fe(2+)]
=> 1.23 - 0.059/1 * 0 = 0.76 + 0.059/1 * lg (10^(-2)/x)
=> 1,23 - 0.76 = 0,059 * lg (10^(-2)/x) 
=> 0,47 = 0,059 * lg (10^(-2)/x) 
=> 8 = lg (10^(-2)/x) 
=> x = 10^ (-10) => cM Fe(2+) = 10^(-10) moli/l la pH=0
E oxidare = E0 [O2/O(2-)] - 0,059/n * pH  = E0 [Fe(3+)/Fe(2+)] + 0,059/n * lg [Fe(3+)/Fe(2+)] 
=> 1.23 - 0.059/1 * 2 = 0.76 + 0.059/1 * lg (10^(-2)/x) 
=> 1,112 - 0.76 = 0,059 * lg (10^(-2)/x) 
=> 0.352 = 0,059 * lg (10^(-2)/x) 
=> 6 = lg (10^(-2)/x) 
=> x = 10^ (-8) => cM Fe(2+) = 10^(-8) moli/l la pH=2
b) Cationii Fe(2+) vor fi mereu prezenti in solutia cationilor Fe(3+), dar in concentratie mai mica deoarece prezenta oxidantilor in solutie, duce la formarea de cationi Fe(3+) 
4 Fe(3+) + 2 H2O = 4 Fe(2+) + O2 + 4 H(+)