Изучение влияния лигандного окружения на редокс-потенциал

Цель. Изучить зависимость редокс-потенциала от лигандного окружения центрального атома. Закрепить навыки потенциометрических измерений.

Задание: Определить величины редокс-потенциала системы железа (Ш)/ железа (П) в присутствии гидрофосфат- и цианид-ионов.

Оборудование и реактивы: Иономер ЭВ-74, электроды платиновый и хлорсеребряный; химические стаканы, бюретка. Водные р-ры гексацианоферрата (Ш) калия, гексацианоферрата(П) калия, хлорида калия, дигидрофосфата натрия, гидрофосфата натрия, хлорида железа и соль Мора (с=0,01 моль/л).Термометр.

Сущность работы: Для определения редокс-потенциалов собирают гальваническую цепь, состоящую из редокс-электрода и хлорсеребряного электрода. По измеренным величинам ЭДС рассчитываеют величины редокс-потенциалов. Для выявления зависимости φ_r от лигандного окружения измеряют редокс-потенциал для систем, имеющих один и тот же центральный атом(железо), одинаковое соотношение концентраций окисленной и восстановленной форм, но отличающихся лигандным окружением(вода, гидрофосфат-ион, цианид-ион).

Если константа устойчивости комплекса с восстановленной формой больше аналогичной величины для окисленной формы, то значение редокс-потенциала увеличится.

Если константа устойчивости комплекса с окисленной формой больше аналогичной величины для восстановленной формы, то значение редокс-потенциала уменьшится.

Выполнение эксперимента:

1.Готовят иономер ЭВ-74 к работе.

2. Готовят растворы, содержащие изучаемые редокс-системы.

3.Измеряют ЭДС гальванической цепи.

Схема гальванической цепи: 1.Ag, AgCl │KCl║K₃[Fe(CN)₆], K₄[Fe(CN)₆] │ Pt

2. Ag, AgCl │KCl║[Fe(H₂O)₆]³⁺ / [Fe(H₂O)₆]²⁺│ Pt

3. Ag, AgCl │KCl║[Fe(HPO₄)(H₂O)₄]⁺ / [Fe(HPO₄)(H₂O)₄]│ Pt

 

4. Рассчитывают величину редокс-потенциала.

Найденные значения записывают в таблицу:

Колба	Редокс-система	рКн	∆pКн	Е, мВ	φr, мВ	∆ φr, мВ
Ох	Red
	[Fe(H2O)6]3+/ [Fe(H2O)6]2+	-	-	-
	[Fe(HPO4)(H2O)4]+/ [Fe(HPO4)(H2O)4]	9,75	7,20	2,55
	[Fe(CN)6]3-/ [Fe(CN)6]4-	43,9	36,9	7,00

Расчёты:

*В выводе отмечают выявленную зависимость. теоретически обосновывают, используя значения констант нестойкости цианидных и гидрофосфатных комплексов с окисленной и восстановленной формой изучаемой редокс-системы. Сравнивают полученное значение φ_r° Fe³⁺/Fe²⁺ с теоретическим(табличным).

Вывод:

Дата ___________ Занятие __________

Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».

8.106; 8.111; 8.113;8.115

Дата ________

Лабораторная работа 6.11

Изучение влияния рН на редокс-потенциал.

Цель: Изучить зависимость редокс-потенциала от рН среды.

Задание: Изучить зависимость редокс-потенциала от рН среды на примере системы хинон-гидрохинон; определить значениие стандартного и формального редокс-потенциала для этой системы.

Оборудование и реактивы: Иономер ЭВ-74, электроды платиновый и хлорсеребряный, химический стакан вместимостью 25 мл, стеклянная палочка. Термометр.

Раствор хин-гидрон насыщенный в этаноле.

Сущность работы: При растворении в воде хингидрона (соединение n-бензохинона и гидрохинона) быстро устанавливается равновесие

 

хинон гидрохинон

 

Увеличение в растворе концентрации ионов водорода приводит к смещению равновесия влево, а ее уменьшение – вправо. Т.О, изменение рН раствора приводит к изменению концентраций окисленной и восстановленной форм, т.е. к изменению редокс-потенциала.

Выполнение эксперимента:

1. Готовят иономер ЭВ-74 к работе.

2. Готовят растворы, содержащие изучаемые редокс-системы.

3. Измеряют ЭДС гальванической цепи.

Схема гальванической цепи: Ag, AgCl │KCl║хинон, гидрохинон │ Pt

4. Рассчитывают величину редокс-потенциала.

Найденные значения записывают в таблицу:

рН
ЭДС, мв
φr, мВ

Обработка результатов эксперимента: Значения редокс-потенциалов рассчитывают по уравнению:

φ_r = Е + φ _срав

Строят график зависимости φ_r = f (рН)

 

*В выводах отмечают зависимость редокс-потенциала системы от рН и приводят определенные графическим способом значения стандартного и формального редокс-потенциала системы хинон-гидрохинон.

Вывод:

Дата ________

 

Лабораторная работа 8.3

Измерение рН растворов с помощью стеклянного электрода

Цель: Научиться определять рН водных растворов потенциометрическим методом.

Задание: Определить рН двух растворов, предложенных преподавателем.

Оборудование и реактивы: Иономер ЭВ-74, электроды стеклянный и хлорсеребряный, химический стакан. Буферные растворы с известными значениями рН, исследуемые растворы с неизвестными значениями рН.

Сущность работы: Для определения рН р-ра составляют гальваническую цепь, состоящую из стеклянного и хлорсеребряного электродов, проводят калибровку электрода с использованием буферных р-ров, имеющих известное значение рН.

Выполнение эксперимента:

1.Готовят иономер ЭВ-74 к работе.

2. Калибруют стеклянный электрод.

3.Измеряют рН исследуемого раствора.

 

Схема гальванической цепи:

Ag, AgCl │с(НCl)= ¦ стекло│ исследуемый раствор║с(КCl)= │ AgCl,Ag

 

Результаты: значение рН исследуемого раствора № равен.

 

 

Ошибка эксперимента составляет:

 

 

* В выводе указывают полученный результат и метод исследования.

Вывод:

Лабораторная работа 9.3