Изучение зависимости редокс-потенциала от соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм

Цель: Изучить зависимость величины редокс-потенциала от соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм.

Задание: Определить величины редокс-потенциала системы гексацианоферрат (Ш)/ гексацианоферрат (П) при соотношении концентраций 1:1; 10:1; 1:10.

Оборудование и реактивы: Иономер ЭВ-74, электроды платиновый и хлорсеребряный; химические стаканы, бюретка. Водные р-ры гексацианоферрата (Ш) калия, гексацианоферрата(П) калия, хлорида калия. Термометр.

Сущность работы: Для определения редокс-потенциалов собирают гальваническую цепь, состоящую из редокс-электрода и хлорсеребря║ного электрода. По измеренным величинам ЭДС рассчитываеют величины редокс-потенциалов. Изменяя соотношение концентраций окисленной и восстановленной форм, определяют величины редокс-потенциалов и выявляют зависимость их от этого фактора.

Выполнение эксперимента:

1.Готовят иономер ЭВ-74 к работе.

2. Рассчитывают, какие требуются объемы растворов K₄[Fe(CN)₆] и K₃[Fe(CN) с концентрациями 0,01 моль/л для приготовления трех систем по 11 мл с соотношением окисленной и восстановленной форм, равным: 1) 10:1 2) 1:1 3) 1:10

3.Измеряют ЭДС гальванической цепи.

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

4. Рассчитывают величину редокс-потенциала.

Найденные значения записывают в таблицу:

Редокс-система	Объемы,мл	Е, мв	φr, мв
, с= 0,01 моль/л	, с= 0,01 моль/л	KCl, с=2моль/л	Рассчитанное на основе измерения Е, мв	Рассчитанное из уравнения Нернста в условиях опыта, а не справочная величина

Обработка результатов эксперимента:

Значение редокс-потенциалов рассчитывают по уравнению:

φ_r = Е + φ _срав

после чего записывают в таблицу. Рассчитывают значения редокс-потенциалов для изученных систем по уравнению Нернста. Для расчетов можно применять уравнение:

2,303 RT a(ox)

φ_r = φ_r° + ---------- lg -------

nF a(red)

Расчёты:

* В выводе отмечают зависимость редокс-потенциала от соотношения концентраций компонентов. Объясняют причины отклонений экспериментально найденных значений потенциалов от рассчитанных.

Сравнивают полученное значение φ_r° с теоретическим (см. табл. 20 приложения практикума).

Вывод:

Дата ________

Лабораторная работа 6.10

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

8.106; 8.111; 8.113;8.115

Дата ________

Лабораторная работа 6.11