Нахождение электродного потенциала через две полуреакции

В одной колбе находится раствор, содержащий ионы Ce(SO_4)_3^{-2} и Ce^{+3}, в другой - MnO_4^{-} и Mn^{+2} . Содержимое колб слили. Как будут меняться концентрации этих ионов, если в первый момент после сливания концентрации всех ионов а) равны 1; б) такие же, как в примере П-12?
Решение:
4H_2O + 5Ce(SO_4)_3^{-2} + Mn^{+2} = 5Ce^{+3} + 15SO_4^{-2} + MnO_4^{-} + 8H^+

Ce(SO_4)_3^{-2} + e = Ce^{+3} + 3SO_4^{-2}
E_1 = E^{0}_{Ce(SO_4)_3^{-2}/Ce^{+3}} = +1.44B

Mn^{2+} + 4H_2O - 5e = MnO_4^{-} + 8H^+
E_2 = - E^{0}_{MnO_4^{-}/Mn^{2+}} =-1.507B

В решении сказано, что:
E (реакции) = E^0 = E_1 + E_2 = E^{0}_{Ce(SO_4)_3^{-2}/Ce^{+3}} - E^{0}_{MnO_4^{-}/Mn^{2+}} = -0.067B

Но почему в решении написали именно такую реакцию, а не обратную (чтобы E>0) ?
И почему мы находим E через E = E_{катод} - E_{анод} , а не через вольт-эквивалент например или энергию Гиббса например?
Если я правильно подумал, то через вольт-эквивалент у меня вышло, что
E = 1/5 * n_1 * E_1 - n_2 * E_2 = -1.219B

извиняюсь за кривое использование Латекса

2 лайка

Это не влияет на ответ в задаче, нет никакой разницы как её писать

Тут нет катода и анода, так что её находят не так как вы написали

Это немного бессмысленно, можете попробовать для различных реакций это сделать, заметите, что каждый раз количества электронов будут сокращаться

Нет никакой разницы, искать через энергию Гиббса или напрямую через E_{Ox}-E_{Red}

Потенциалы для полуреакций указываются будто бы для одного электрона, поэтому у любой реакции E=E_{Ox}-E_{Red}
Это легко проверяется тем фактом, что если попытаться это сделать через вольт-эквивалент, то из-за электронного баланса все n будут сокращаться каждый раз без исключений

E*n_1n_2=n_2*(n_1E_{Ox})-n_1*(n_2E_{Red})
2 лайка

Например Область 2023 11 класса, 5 задача:



Почему, например, здесь мы используем формулу вольт-эквивалентов, а не E_1 - E_2?

а разве не будет
E * n_3 = E_{Ox} * n_1 - E_{Red} * n_2 ?

Формулу вольт-потенциалов удобно использовать, когда надо найти потенциал полуреакции из других полуреакции.

Учитывая, что ваша реакция, уравнена электронным балансом, как связаны n_3 с n_2 и n_1?

И учитывая, что вы приводите в пример задачу, у меня закрадывается страшная мысль, вы изучаете эту тему на примерах решений задач? То что вы спрашиваете подробно описано в книгах, с конкретным способом поиска потенциалов, а еще полуреакции и реакции это разные вещи, полуреакции чисто выдуманная вещь, сами по себе они не существуют.

1 лайк

не могли бы вы подсказать книги по Электрохимии? Я читаю Болталина-Морозова, и там это мало объясняется, или я не понял )

спасибо за то, что постарались!

Чтобы проще писать химические уравнения можно использовать среду \ce{}. Например:

\ce{4H2O + 5Ce(SO4)3^2- + Mn^2+ = 5Ce^3+ + 15SO4^2- + MnO4- + 8H+}

\ce{4H2O + 5Ce(SO4)3^2- + Mn^2+ = 5Ce^3+ + 15SO4^2- + MnO4- + 8H+}

5 лайков

Вы недостаточно внимательны или торопитесь. Попробуйте записать реакции окисления и восстановления в общем виде с n_1 и n_2 электронов. Запишите общую реакцию. Посчитайте \Delta_r G для общей реакции. И убедитесь, что все n_i сокращаются.

2 лайка