题目
计算在 1,10- 邻二氮菲存在下,溶液含 cdot (L)^-1(H)_(2)S(O)_(4) 时 ^3+(Fe)^2+-|||-电对的条件电势(忽略离子强度的影响)。已知在 cdot (L)^-1(H)_(2)S(O)_(4) 中,亚铁-|||-配位化合物 ([ Fe{{R)_(3)}^2+ 与高铁配位化合物 ([ Fe{{R)_(3)}^3+ 的稳定常数之比 _(11)/(K)_(m)=-|||-..8times (10)^6 。
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定电对的标准电势
查表可知，${Fe}^{3+}/{Fe}^{2+}$ 电对的标准电势为 ${\varphi }_{{Fe}^{3+}/{Fe}^{2+}}=0.77V$。
步骤 2：计算配位化合物的稳定常数
已知亚铁配位化合物 ${[ Fe{{R}_{3}}^{2+}$ 与高铁配位化合物 ${[ Fe{{R}_{3}}^{3+}$ 的稳定常数之比 ${K}_{11}/{K}_{m}=2.8\times {10}^{6}$。
步骤 3：计算条件电势
当 ${C}_{{Fe}^{3+}}={C}_{{Fe}^{2+}}=1.0mol\cdot {L}^{-1}$ 时，对应的电势即为条件电势。根据公式 $\varphi ''=\varphi '{Fe}^{3+}/{Fe}^{2+}+0.059V\lg \dfrac {{{\alpha }_{1}}^{2+}}{{\alpha }^{3+}}$，其中 ${\alpha }_{{Fe}^{3+}}=1+{K}_{m}{[ R] }^{3}\approx {K}_{m}{[ R] }^{3}$，${{\alpha }_{{Fe}^{2+}}=1+{K}_{||{[ R] }^{3}\approx {K}_{||}{R}{O}_{3}$，代入计算得 $\varphi ''=0.77V+0.059V\lg (2.8\times {10}^{6})$。
步骤 4：计算最终结果
将数值代入公式计算得 $\varphi ''=1.15V$。
查表可知，${Fe}^{3+}/{Fe}^{2+}$ 电对的标准电势为 ${\varphi }_{{Fe}^{3+}/{Fe}^{2+}}=0.77V$。
步骤 2：计算配位化合物的稳定常数
已知亚铁配位化合物 ${[ Fe{{R}_{3}}^{2+}$ 与高铁配位化合物 ${[ Fe{{R}_{3}}^{3+}$ 的稳定常数之比 ${K}_{11}/{K}_{m}=2.8\times {10}^{6}$。
步骤 3：计算条件电势
当 ${C}_{{Fe}^{3+}}={C}_{{Fe}^{2+}}=1.0mol\cdot {L}^{-1}$ 时，对应的电势即为条件电势。根据公式 $\varphi ''=\varphi '{Fe}^{3+}/{Fe}^{2+}+0.059V\lg \dfrac {{{\alpha }_{1}}^{2+}}{{\alpha }^{3+}}$，其中 ${\alpha }_{{Fe}^{3+}}=1+{K}_{m}{[ R] }^{3}\approx {K}_{m}{[ R] }^{3}$，${{\alpha }_{{Fe}^{2+}}=1+{K}_{||{[ R] }^{3}\approx {K}_{||}{R}{O}_{3}$，代入计算得 $\varphi ''=0.77V+0.059V\lg (2.8\times {10}^{6})$。
步骤 4：计算最终结果
将数值代入公式计算得 $\varphi ''=1.15V$。