Какое значение концентрации иона Fe2+ (моль/л) необходимо иметь, чтобы потенциал электрода при стандартных условиях

Тропик_3032

4

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение Нернста, которое описывает зависимость между потенциалом электрода (E), стандартным потенциалом электрода (E°), концентрацией ионов (с), и физическими константами:

\[ E = E^{\circ} + \frac{{0.0592}}{{n}} \cdot \log_{10}(c) \]

Где:
E - потенциал электрода при заданной концентрации ионов,
E° - стандартный потенциал электрода,
n - количество электронов, участвующих в реакции (в данном случае ион Fe2+ участвует с двумя электронами),
c - концентрация ионов Fe2+.

Мы знаем, что потенциал электрода (E) равен -0,42 В, а стандартный потенциал электрода (E°) для иона Fe2+ можно найти в таблице стандартных потенциалов реакций. Для Fe2+ он составляет -0,44 В.

Подставляя значения в уравнение Нернста, получаем:

\[ -0,42 = -0,44 + \frac{{0,0592}}{{2}} \cdot \log_{10}(c) \]

Вычтем -0,44 из обеих частей:

\[ -0,42 - (-0,44) = \frac{{0,0592}}{{2}} \cdot \log_{10}(c) \]

Сократим выражение:

\[ 0,02 = 0,0296 \cdot \log_{10}(c) \]

Далее делим обе части на 0,0296:

\[ \frac{{0,02}}{{0,0296}} = \log_{10}(c) \]

Вычисляем значение слева:

\[ c \approx 12,12 \]

Таким образом, значение концентрации иона Fe2+ необходимое для достижения потенциала электрода -0,42 В при стандартных условиях равно приблизительно 12,12 моль/л (вариант ответа c).