ANALITIČKA KEMIJA SEMINAR

Транскрипт

1 SMINAR IZ KOLGIJA ANALITIČKA KMIJA I Studij Primijenjena kemija

2

3 1. Izračunajte potenijale sistema H AsO H AsO pri ph 1 i ph 6 u trenutku kada su konentraije oksidiranog i reduiranog oblika izjednačene! HAsO H AsO,56 V,59 log n OKSIDIRANI OBLIK RDUCIRANI OBLIK Nernstov izraz

4 (+5) (+) + + HAsO e H HAsO HO izjednačavamo preko H iona jer se nalazimo u kiselom područ ju,59 log n oks red H AsO H AsO (H AsO H AsO ) HAsO HAsO H AsO H AsO H AsO H AsO H AsO H AsO H AsO H AsO HAsO H AsO HAsO H O,59 log H As,59 log H AsO,59 H AsO HAsO HAsO HAsO log H,59 H AsO HAsO HAsO HAsO log H, 59pH,56 V,59pH H AsO H Pri ph=1: HAsO H AsO Pri ph=6:,56 V,59V1,51 V HAsO H AsO,56 V, 59V 6, 6V

5 - -. Izračunajte potenijal sistema u: a),1 M NaOH b),1 M NH OH u trenutku kada su konentraije oksidiranog i reduiranog oblika izjednačene! K = 1,51 V 5 NHOH = 1,851 M

6 ( 5) (+1) Br O e HO Br O OH - izjednačavamo preko OH iona jer se nalazimo u lužnatom područ ju =BrO BrO /BrO BrO BrO BrO /BrO BrO /BrO,59 log BrO OH,59 1 log OH,59 BrO /BrO BrO /BrO log OH,59 BrO /BrO BrO /BrO BrO /BrO log OH,59 log OH,59 poh 1,51 V,59 V poh 1,51 V,59 V pk ph 1,51 V,59 V 1 ph 1,51 V,86 V,59 V ph,6 V,59 V ph w

7 a),1 M NaOH NaOH + Na +OH OH NaOH, 1M poh= log OH ph=1,6 V,59 V ph,6 V,59 V 1 1, 68 V b),1 M NH OH NH OH NH + +OH 1 1 ph=7+ pkk log baze K NH OH = 1,851 M pk, 7 pk 9, 7 5 B K 1 1 ph 7+ 9,7 log,1 1,6,6 V,59 V ph,6 V,59 V 1,6 1, 78 V

8 . Otopina K WO je,5 % -tna i 95 % ionizirana. Izračunajte - potenijal sistema WO /W kod ph= 8! WO /W? WO /W 1, V ph 8 95 %,95 w KWO KWO M K WO,5 % K WO,5 g/l,5 g/l 1,51 mol dm K WO (9,1 18,8 16,) g/mol K WO + početno stanje: ravnotežno stanje: (1 ) K WO 5 1,95 1,51 M7,651 M,951,51 M,911 M,951,51 M1,51 M

9 (+6) () W O 6e HO W +8OH - izjednačavamo preko OH ion a jer se nalazimo u lužnatom području / WO H WO /W WO /W 8 W 1 WO /W WO W,59 log 6 W O Dogovorom se uzima!!!, 59 WO log 8 6 OH,59,59 8 log WO log OH WO /W WO /W 6 6,59,59 log WO 8log OH WO /W WO /W 6 6,59 WO /W WO /W log WO,79log OH 6,59 WO /W WO /W log WO,79pOH 6,59 WO /W WO /W log 1,5 1,79 1 ph 6 1, V,8,79V 1 8,59V WO /W

10 . Izračunajte optimalnu ph vrijednost za selektivnu oksidaiju klorida i bromida s KMnO! Neka su konentraije oksidiranih i reduiranih oblika svih triju navedenih sustava jednake 1 M. Br /Br Cl /Cl MnO /Mn 1,87 V 1,59 V + 1,51 V

11 V 1,5 V + MnO /Mn 1,51 V Cl /Cl 1,59 V 1 V Br /Br 1,87 V

12 7 + Mn O 5e 8H Mn H O MnO Mn MnO H MnO /Mn MnO /Mn + MnO /Mn,59 V log 5 Mn,59 V log MnO H /Mn MnO /Mn 5,59 V + + MnO /Mn MnO /Mn 8 log H 5 1,51 V,9 V ph Zbog toga što kon. oksidiranih i reduiranih oblika iznose 1 M vrijedi: Br /Br Br /Br Cl /Cl Cl /Cl 1,87 V 1,59 V

13 a) Za reakiju: MnO 5e 8H Mn H O + Cl Cl e 5 MnO 1Cl 16H Mn +5Cl 8H O + Da ne bi oksidirao sustav Cl /Cl mora biti: + MnO /Mn Cl /Cl 1,51 V,9 V ph 1,59 V ph 1,61 + Pri ovim ph vrijednostima sustav MnO / Mn nije oksidans za sustav Cl /Cl!!! b) Za reakiju: MnO 5e 8H Mn H O - + Br Br e 5 MnO 1Br 16H Mn +5Br 8H O - + Da bi oksidirao sustav Br /Br mora biti: + MnO /Mn Br /Br 1,51 V,9 V ph 1,87 V + ph,5 Pri ovim ph vrijednostima sustav MnO / Mn je oksidans za sustav Br /Br!!!

14 Dakle za selektivnu oksidaiju potreban je ph iz intervala 1,61,5! Naravno da je poželjno da pokretačka sila tj. razlika potenijala bude što veća, odnosno da + potenijal sustava MnO /Mn bude tik i spod potenijala sustava Cl /Cl.

15 5. Izračunajte potenijal pri ph= i ph=8 za reakije kromovih soli! Konentraije oksidiranih i reduiranih oblika kroma iznose 1 M. + 7 / Cr Cr O CrO / Cr(OH) = 1, V =,1 V U KISLOM PODRUČJU: Cr O 6e 1H Cr 7H O + 7 U LUŽNATOM PODRUČJU: CrO e H O Cr(OH) 5OH s

16 U KISLOM PODRUČJU: Cr O 6e 1H Cr 7H O CrO 7 H,59 log 6 Cr - 1 Cr O / Cr Cr O / Cr + Konentraija oksidiranog i reduiranog oblika iznose 1, log CrO 7 / Cr CrO 7 / Cr H 6, Cr O 7 / Cr CrO 7 / Cr 1 log H 6,18pH Cr O / Cr Cr O / Cr + 7 / Cr Cr O 1, V,18 V 1,5 V M!

17 U LUŽNATOM PODRUČJ U: CrO e H O Cr(OH) 5OH s Cr(OH) s 1 M CrO / Cr(OH) CrO / Cr(OH) 5 CrO / Cr(OH) CrO / Cr(OH) Konentraija oksidiranog oblika iznosi 1 M! / Cr(OH),59 CrO log OH, 59 1 log 5 OH CrO / Cr(OH) CrO / Cr(OH) CrO / Cr(OH) CrO / Cr(OH) CrO / Cr(OH) CrO / Cr(OH) CrO,1, 981 ph,1,,59 ( 5)log OH,98 poh, 98 1 ph ,6 V

18 6. Napišite redoks reakiju i izračunajte K RO na temelju vrijednosti standardnih potenijala! IO / I Cl / Cl 1,19 V 1,6 V,59 = log K oksidans reduens RO nizmijenjenih elektrona u stanju ravnoteže RDUKCIJA: Cl e Cl + OKSIDACIJA: I 6HO IO 1H 1e

19 RDUKCIJA: Cl e Cl 5 OKSIDACIJA: I 6H O IO 1e 1H 5Cl I 6H O 1Cl IO 1H K Cl IO H = RO 5 Cl I + +,59 log K n,59 IO / I log 1 oksidans reduens RO K Cl / Cl RO,59 1,6 1,19 log KRO 1 1,6 1,191 log KRO 8,81,59 K RO 1 6,511 M 8,

20 7. Zadani su standardni potenijali redukije različitih formi mangana. Izračunajte standardni potenijal redukije permanganata u mangan(iv) oksid. MnO MnO MnO MnO Mn Mn MnO MnO MnO Mn Mn Mn,56 V,7 V,7 V,95 V 1,5 V 1,185 V

21 Najjednostavnije, izraditi tzv. Latimerov dijagram: MnO MnO MnO MnO...,56 V,7 V,7 V,95 V 1e 1e 1e 1e...Mn Mn Mn 1,5 V 1,185 V 1e e,59 n = log K i i oksidans reduens i RO n izmijenjenih nelektrona i u stanju ravnoteže i MnO MnO MnO MnO n n n n n n MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO MnO 1,56 V 1,7 V 1,7 V 1,7 V 111