Химия → Республиканская → 2022 → 11 класс | BeyondOlympiads

[Sammael (Илья)]

Нуклеофильным может быть и кислород, и азот. Азот просто хуже имеет нуклеофильные свойства, но имеет. Это видно при алкилировании.

В нашем случае у нас видимо будет равновесие у двух разных путей на первой стадии.

Вопрос: есть ли какая-то реакция, возможная с продуктом нуклеофильной атаки азота, которая невозможна в случае атаки на кислород, которая сместит равновесие?

[toluene]

@Sammael

есть ли какая-то реакция, возможная с продуктом нуклеофильной атаки азота, которая невозможна в случае атаки на кислород, которая сместит равновесие?

А ответ как синильный эфир ответ засчитывается?

[Ablay (Абылай)]

я кстати понял что тут все стадии обратимы и реакция находится под термодинамическим контролем, соответственно образуется самый стабильный продукт

[Perega_Sirat]

Никак не могу понять почему тут ЭДС так выражается. Я думал, что нужно преобразовать второе уравнение в третье и с помощью энергии Гиббса найти ЭДС, но никак не получается

[elprimo (Rinat)]

вы знакомы с уравнением Нернста?

[Perega_Sirat]

да, оно разве не через энергию Гиббса выводится?

[elprimo (Rinat)]

@Perega_Sirat

оно разве не через энергию Гиббса выводится

можно сказать и так. по сути мы в формуле для энергии гиббса приводим ее к нестандартным условиям, а в уравнении Нернста приводим ЭДС(делим формулу для гиббса на (-nF)

[Perega_Sirat]

и вот, что я сделал неправильно, я не понимаю

[elprimo (Rinat)]

мне кажется тут нельзя использовать закон гесса, учитывая что реакции протекают при разных рН. почитайте главу про электрохимические цепи в теормате или эткинсе(а вообще эта задача тот еще гроб, лучше начать с чего нибудь попроще)

[Perega_Sirat]

я тупанул, мне кажется, можно юзать закон гесса если привести их к одинаковому pH с помощью уравнение нернста

[Madsoul]

Блин, помню как мы всем поколением химиков жесть как тупили в этой задаче. А тупили как раз таки из за разных рН первых двух реакций.

Советую решать эту задачу сначала рассчитав стандартные величины, и только потом посчитав для нестандартных случаев. К примеру, в этом пункте лучше всего рассчитать сначала стандартный потенциал третьей реакции

\Delta G_{3}^{0} = \Delta G_{2}^{0} - 6\Delta G_{w}^{0} = -nFE_{3}^0{}

И вот после этого уже и можно воспользоваться уравнением Нернста

[Sammael (Илья)]

Можно использовать закон Гесса при разных pH. Надо просто быть внимательным

\begin{gathered} \ce{PhNO2 + 7 H+ + 6 e- = PhNH3+ +2 H2O \quad \Delta G^\circ_1} \\ \ce{PhNO2 + 4 H2O + 6 e- = PhNH2 +2 H2O \quad \Delta G^\circ_2} \\ \ce{H2O = H+ + OH- \quad \Delta G^\circ_3} \\ \end{gathered}

Стандартные условия предполагают, что все частицы, которые указаны в уравнении имеют активность 1, т.е. для третьего уравнения понятие pH вообще не имеет смысла, т.к. там обоих ионов по 1 моль/л плавает, система неравновесная (ну оно и логично).
Поэтому если нам надо найти потенциал того что просят, то сначала надо перечитать энергию Гиббса

\begin{gathered} \ce{PhNO2 + 6 H+ + 6 e- = PhNH2+ +2 H2O \quad \Delta G_4^\circ=\Delta G_1^{\circ} - 6\Delta G_3^{\circ}} \\ \end{gathered}

Т.к. у нас тут \ce{H+}, то понятное дело, что pH = 0, а нам надо для семи, ну пересчитаем

\Delta G_4= \Delta G_4^\circ+RT \ln (10^{-7})^6

А потом уже можно пользоваться E=-nFE, но зачем так долго и сложно? Если можно сразу через уравнение Нернста, т.к. пересчитанный потенциал E^\circ _2 для pH=7 должен сразу дать ответ, ибо должен совпадать с потенциалом той реакции, о которой нас спрашивают (почему?).

Если хотите понимать, когда можно сразу, а когда нет, потренируйтесь в рисовании диаграмм Пурбе, например для этой системы нарисуйте диаграмму Пурбе, полезно будет

[Anton (Anton Morgunov)]

@elprimo

можно сказать и так

нет, не «можно сказать и так», а так оно и есть. Уравнение нернста – комбинация \Delta G = -n F E и уравнения изотермы.

@Perega_Sirat

что я сделал неправильно, я не понимаю

вы не учитываете, что вам даны нестандартные электродные потенциалы (иными словами, не при концентрации всех реагентов и продуктов равной 1 М).

но вообще первостепенная ошибка в том, как вы пытаетесь решить задачу. Где-то на полях пишете уравнения, формулы, без заметок, без обозначений и пытаетесь решить задачу респы в две строчки. Надо по-другому к решению задач подходить

[Sanjaster (Калиакбар Санжар)]

У меня вот вопрос по второму пункту 4 задачи:

Почему Е_3 = Е_1?

[Sammael (Илья)]

Ответов можно придумать кучу:

1. Если в растворе две полуреакции имеют разные E, то они просто делают ОВР если им не мешает кинетика, т.е. если полуреакции в равновесии, то у всех полуреакций общее E
2. Мы наложили ограничения на концентрации \ce{PhNO2}, \ce{H+}, \ce{PhNH2}, но тогда в растворе будет плавать \ce{PhNH3+} в равновесии, поэтому для реакции \ce{PhNH3+ <=> PhNH2 + H+} мы можем с уверенностью сказать, что \Delta_r G=0, это буквально означает, что для этой реакции E=0, а это вроде как E_3-E_1
3. И т.д. и т.п.

[Sanjaster (Калиакбар Санжар)]

Пон спасибо)

[Kabachok (Дарибай Айдар)]

тут в решение они ошиблись в пункте е) ? просто 8+5+2*2+1=18, а в ответе 16 электронов написано

[LORD (Abilmansurjon)]

Да, @Ablay уже говорил об этом в чате