Расчетная задача на пиролюзит

[Нани]

Здравствуйте! Если кто-то поможет разобраться с задачей, буду крайне признательна. Уравнения составила, а дальше - путаница.

 

 

При взаимодействии 20 г пиролюзита (минерала, содержащего диоксид марганца) с избытком концентрированной соляной кислоты выделился хлор, поглощённый избытком горячего раствора гидроксида натрия. Последующее добавление к получившемуся раствору избытка раствора нитрата серебра привело к образованию 47,84 г осадка хлорида серебра. Какова массовая доля диоксида марганца в пиролюзите?

 

 

Уравнения составила:

MnO2+4HCl=Cl2+MnO2+2H2O

3Cl2+6NaOH(гор.)=5NaCl+NaClO3+3H2O

AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3

 

 

[M_GM]

находите количество вещества осадка (моль)  полученного в реакции 3

- Расчетом по уравнению 3 находите количество вещества NaCl (моль) 

- Расчетом по уравнению 2 находите количество вещества Cl2 (моль) 

- Расчетом по уравнению 1 находите количество вещества MnO2 (моль) 

находите массу MnO2 и его массовую долю.

[Нани]

большое спасибо!

[Andrey71]

Добрый день!

Не подскажете где посмотреть можно ответ на вопрос:

Почему при ст эл потенциале р- ции Cl2/Cl- = 1.388  и ст эл потенциале р-ции MnO2/Mn2+ = 1.24 (прибл) реакция все-таки идет?

Неужели так сильно при нагревании изменяется энергия Гиббса? Не подскажете как поточнее почитать dG (или где посмотреть - книжку)?

Спасибо. С Уважением.

Изменено 7 Апреля, 2015 в 15:14 пользователем Andrey71

[M_GM]

Дело не только в температуре, но и в концентрации. Молярная концентрация HCl в конц к-те около 13 моль/л что заметно увеличит ОВП MnO2+4H⁺/Mn²⁺.  И понизит потенциал Cl2/2Cl^-.

Уравнение Нернста надо смотреть в полной форме. Там есть и температура, но главное - концентрация

Изменено 7 Апреля, 2015 в 19:02 пользователем M_GM

[Andrey71]

Добрый день.

Спасибо большое за помощььь.

Посмотрел уравнение ф=ф₀ + RT/nF*Ln(a_Ox/a_Red). Получается что при увеличении концентрации Cl^- - снижается ОВП Cl₂/Cl^-. Повышение температуры это снижение ОВП Cl₂/Cl^- еще увеличивает (еще понижает). Концентрацию (точнее активность) Cl₂ - вроде принимают за 1.  Это кстати странно, т.к. при переходе между различными единицами концентрации (молярная доля, молярность, моляльность) по расчету по формуле ОВП изменяется - а этого не должно быть по логике...

 

На ОВП MnO2+4H⁺/Mn²⁺  вроде как концентрация HCl не влияет, достаточно чтобы среда кислая была.

Подскажите пожалуйста как в числах поточнее посчитать, количественно. Точнее как найти активность Cl^- (aRed) в конц р-ре HCl. Концентрацию [Cl^-] - скажем в каких единицах?: молярную брать, моль/на литр? (и почему?ссылочку если возможно)

Коэффициент активности электролита HCl (гамма) нашел в справочнике максимум для концентрации = 6,0 причем моляльной, моль/на 1000 г воды. Перевести в молярность (моль на литр р-ра) несложно, но  применимо ли это для подстановки в формулу вычисления активности ионов Cl^-  aCl^- = гамма * [Cl^-]?  

И если концентрация 13 моль/л, то моляльная явно будет выше 6,0. Где бы посмотреть коэф активности для больших концентраций.

P.S. Кстати нашел еще одну опечатку в издании Глинка Н.Л. Общая химия стр 278 в формуле ОВП Cl₂/Cl^- вместо плюса перед 0,059 должен быть минус. Причем опечатка только для хлора. Для брома, иода, фтора в той же табличке - как раз все верно написано - минус.

Заранее благодарен. Спасибо

Изменено 17 Апреля, 2015 в 08:49 пользователем Andrey71

[NLVN]

В уравнении Нернста стоит парциальное давление хлора, выраженное в атм. В начальный момент времени оно равно нулю, поэтому формально потенциал равен минус бесконечность. Как только пошла реакция, потенциал резко растёт, но поскольку хлор улетает, до его равновесное давление остаётся постоянным и маленьким, что так же понижает потенциал.

[M_GM]

"На ОВП MnO2+4H⁺/Mn²⁺  вроде как концентрация HCl не влияет, достаточно чтобы среда кислая была".

 

 

Как это не влияет? Для него ф=ф₀ + RT/nF*Ln([H⁺]⁴/[Mn⁺²])

Изменено 17 Апреля, 2015 в 09:47 пользователем M_GM