Концентрация ионов, pH. Электродные потенциалы.

[Miriada]

1. Чему равна концентрация ионов [ H⁺], [ OH^-] и pH 0,001М раствора серной кислоты?

 

Диссоциация кислоты:

 

1-ая ступень H2SO4= H ⁺ + HSO4^-

 

2-ая ступень HSO4^- <===> H⁺ + SO4 ^2-

 

Исходя из второго уравнения, можно записать, что [H ⁺]=sqrt(C_m (HSO4^-) * К_д). А каким образом найти концентрацию ионов HSO4^- и использовать молярную концентрацию кислоты?

 

 

2. Какой из металлов может окисляться в 1 М растворе NaOH: Sn, Cu, Cd.

Возможность реакции подтвердите соответствующими потенциалами и напишите уравнение, пользуясь методом электронно-ионных полуреакций.

 

Данную тему, как таковую, мы ещё не разбирали, но интересно разобраться.

[Miriada]

Такой ход решения верный?

 

0,001 моль 0,002 моль

H2SO4 = 2H + + SO4 2-

1 моль 2 моль

 

pH=-Lg[ 2* 10 в -3]

 

pOH=14-pH

[mypucm]

Верный.

[Miriada]

Я всё-таки сомневаюсь: разве можно две ступени диссоциации объединить? Ведь по первой ступени кислота будет диссоциировать как сильный электролит, а по второй - как электролит средней силы?

[mypucm]

Можно. Грубо говоря, это электролит "средней" силы с рК в районе 2. Точное значение, на самом деле, вряд ли реально определить. В смысле, если даже и определят в конце концов некое значение, точно экстраполированное на бесконечное разбавление, то от него не будет никакого толка. Но, не важно. Где-то в районе рН 2 (плюс-минус изрядная погрешность) находится область диссоциации серной кислоты по второй ступени. Если мы создадим в растворе рН около 3, то мы можем, наверно, считать, что в этих условиях серная кислота в достаточной степени продиссоциирована нацело. Всякий, кто сомневается, пусть обоснует свои сомнения константой диссоциации серной кислоты по второй ступени, которая определена в растворах сходного ионного состава (да, экстраполяция на нулевую ионную силу для практики тут не прокатит), и пусть он еще докажет, что это значение рК было корректно определено.

[Miriada]

Спасибо большое!

 

А что касается второй задачи, то, получается, что даже нет никакого смысла писать все эти уравнения, ведь натрий всегда является восстановителем, ни один из трёх металлов не может окислиться в растворе щёлочи........

[mypucm]

Tyт Вы не правы. Возможна коррозия за счет окисления металлов водой или растворенным в ней кислородом. Кислород в условии не указан, значит, остается вода.

[Miriada]

Получается, что окисляться могут только Sn и Cd.

 

Для Sn: NaOH( конц., хол)+Sn+ 2H₂O= Na [sn(OH)₃} или Sn + 2NaOH (конц.) + 4H₂O = Na₂[sn(OH)₆] + 2H₂

А для кадмия, наверное, так: 2NaOH+Cd+2H₂O=Na2[Cd(OH)4}+H₂ ( по аналогии с цинком).

[mypucm]

С кадмием такие аналогии не пройдут, он практически не амфотерен.

[Miriada]

Значит, для кадмия с водой и щёлочью ОВР составить нельзя?