Каков ов-потенциал платинового электрода в растворе, где концентрация [MnO4^-] составляет 0,1 моль/дм3, концентрация

Танец

30

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать Нернстово уравнение, которое связывает ов-потенциал с концентрацией реактивов. Это уравнение имеет следующий вид:

\[E = E_{\text{станд}} - \frac{RT}{nF}\ln Q\]

Где:
\(E\) - искомый ов-потенциал платинового электрода в растворе,
\(E_{\text{станд}}\) - стандартный ов-потенциал платинового электрода,
\(R\) - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль·К),
\(T\) - температура в Кельвинах,
\(n\) - количество перенесенных электронов в реакции,
\(F\) - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль),
\(Q\) - значение равновесной константы реакции.

Сначала найдем \(E_{\text{станд}}\) для предоставленной реакции. Ов-потенциал может быть найден в референсных таблицах или справочниках химических данных.

Теперь рассчитаем значение \(Q\) с помощью концентраций \([MnO_4^-]\), \([Mn^{2+}]\) и \([H^+]\), используя уравнение реакции и стехиометрию:

\[MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O\]

Коэффициенты перед реагентами и продуктами показывают, что для этой реакции требуется 5 электронов. Следовательно, значение \(n\) в уравнении Нернста равно 5.

Теперь рассчитаем значение \(Q\) с помощью формулы:

\[Q = \frac{{[Mn^{2+}]}}{{[H^+]^8}}\]

В данной задаче, мы знаем, что \([Mn^{2+}] = 0,01\) моль/дм³ и pH = 2, что соответствует концентрации \([H^+]\).

Теперь, чтобы решить эту задачу, нам нужно знать температуру. Давайте предположим, что температура равна 298 Кельвинам (25 градусов Цельсия).

Теперь, используя значения известных величин, подставим их в уравнение Нернста и рассчитаем искомый ов-потенциал \(E\).