Дано:
- Концентрация K4[Fe(CN)6] (c_K4) = 0,02 моль/л
- Концентрация K3[Fe(CN)6] (c_K3) = 0,12 моль/л
- Температура (T) = 298 К
- Стандартный потенциал (E0) = 0,36 В (для системы Fe(CN)6^3-/Fe(CN)6^4-)
- Постоянная Фарадея (F) = 96485 Кл/моль
- Универсальная газовая постоянная (R) = 8,314 Дж/(моль·К)
Найти:
- Потенциал ОВ-электрода (E)
Решение:
1. Уравнение Нернста для окислительно-восстановительного электродного процесса выглядит следующим образом:
E = E0 - (RT / nF) * ln(c_редуцированной / c_окисленной)
где:
E0 - стандартный потенциал
R - универсальная газовая постоянная
T - температура
n - число электронов, участвующих в реакции (для этого процесса n = 1)
F - постоянная Фарадея
c_редуцированная - концентрация окисленного вещества
c_окисленная - концентрация восстановленного вещества
2. В нашем случае:
- Oкисленное вещество: Fe(CN)6^3- (концентрация c_K3 = 0,12 моль/л)
- Восстановленное вещество: Fe(CN)6^4- (концентрация c_K4 = 0,02 моль/л)
Подставим данные в уравнение Нернста:
E = E0 - (RT / nF) * ln(c_K3 / c_K4)
(RT / nF) = (8,314 * 298) / (1 * 96485)
≈ 0,0257 В
ln(c_K3 / c_K4) = ln(0,12 / 0,02)
≈ ln(6)
≈ 1,792
E = 0,36 - 0,0257 * 1,792
= 0,36 - 0,0461
≈ 0,313 В
Ответ:
Потенциал ОВ-электрода при концентрациях K4[Fe(CN)6] 0,02 моль/л и K3[Fe(CN)6] 0,12 моль/л составляет примерно 0,313 В.