Рассчитайте по уравнение Нернста электродный потенциал ОВР
4HNO2 + 2KI = 2H2O + 2KNO2 + 2NO + I2
Пожалуйста, подробно
Запишем уравнение реакции в ионном виде:
4HNO2 + 2I(–) = 2H2O + 2NO2(–) + 2NO + I2.
Тогда электродный потенциал ОВР будет являться разностью электродных потенциалов полуреакции
(1) 2HNO2 + е(–) = NO2(–) + NO + H2O
и полуреакции
(2) 2I(–) – 2е(–) = I2.
Потенциал полуреакции (2) находим в справочнике, он равен 0,54 В. Далее, там же находим стандартный потенциал полуреакции
(3) HNO2 + H(+) + е(–) = NO + H2O: Е° = 0,98 В.
Тогда, в соответствии с уравнением Нернста, потенциал полуреакции (3) запишется как:
Е = Е° + (0,059/1)*lg([HNO2]*[H(+)]).
Далее, потенциал полуреакции (1) равен потенциалу полуреакции (3) при условии, что [HNO2] = 1 моль/л и [NO2(–)] = 1 моль/л. Теперь необходимо найти концентрацию [H(+)], удовлетворяющую этому условию. Для этого находим в справочнике константу диссоциации азотистой кислоты:
HNO2 = H(+) + NO2(–), K = 4*10^–4.
Тогда можно записать, что:
[H(+)]*[NO2(–)]/[HNO2] = 4*10^–4.
Тогда, при условии [HNO2] = 1 моль/л и [NO2(–)] = 1 моль/л получаем, что [H(+)]*1/1 = 4*10^–4, то есть, что [H(+)] = 4*10^–4. Наконец, подставим это значение в уравнение Нернста и найдём потенциал полуреакции (1):
Е = 0,98 + (0,059/1)*lg(1*4*10^–4) = 0,98 – 0,20 = 0,78 В.
Итак:
потенциал полуреакции (1) составляет 0,78 В,
потенциал полуреакции (2) составляет 0,54 В,
Тогда потенциал данной в задаче ОВР составит 0,78 – 0,54 = 0,24 В.
Хорошо, давайте рассчитаем электродный потенциал ОВР
```
4HNO2 + 2KI = 2H2O + 2KNO2 + 2NO + I2
```
по уравнению Нернста.
Для этого нам необходимо знать стандартные электродные потенциалы (E0) окисленной и восстановленной форм каждого участника реакции.
Стандартный электродный потенциал нитрит-иона (NO2-) в кислой среде составляет -0,964 В. Стандартный электродный потенциал йода (I2) в кислой среде составляет 0,536 В. Стандартный электродный потенциал нитрата калия (KNO2) составляет -0,100 В.
Таким образом, электродный потенциал ОВР, записанной в обратной реакции, будет равен
```
E = E0 (NO2-) - E0 (I2) - E0 (KNO2)
```
```
E = -0,964 В - 0,536 В - (-0,100 В)
```
```
E = -0,530 В
```
Поскольку в реакции участвуют 4 электрона, то в соответствии с уравнением Нернста, электродный потенциал будет иметь следующий вид:
```
E = E0 - 0,059/4 * pH
```
```
E = -0,530 В - 0,059/4 * pH
```
При pH = 0, электродный потенциал будет равен
```
E = -0,530 В - 0,059/4 * 0
```
```
E = -0,530 В
```
Ответ: электродный потенциал ОВР
```
4HNO2 + 2KI = 2H2O + 2KNO2 + 2NO + I2
```
при pH = 0 составляет **-0,530 В**.
Расчет можно произвести и другим способом, используя таблицу стандартных электродных потенциалов. В этом случае необходимо учесть, что в обратной реакции меняются знаки электродных потенциалов.
```
E = -E0 (NO2-) - E0 (I2) + E0 (KNO2)
```
```
E = 0,964 В + 0,536 В - (-0,100 В)
```
```
E = -0,530 В
```
Результат будет тот же.