Вычисление константы равновесия химических реакций

Задача 675. 
Пользуясь таблицей стандартных электродных потенциалов, вычислить константы равновесия следующих реакций:
а) Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4;
б) Sn + Pb(CH3COO)2 = Sn(CH3COO)2+ Pb. 
Решение:
а) Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4;
Составляем уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вычесть потенциал анода, т.е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

EЭДС = E(Cu0) - E(Zn0) = 0,337 - (-0,763) = 1,1B.

Константу равновесия процесса находим по уравнению:

уравнения электронного баланса

б) Sn + Pb(CH3COO)2 = Sn(CH3COO)2+ Pb
Составляем уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Здесь n – число электронов, принимающих участие в процессе.

Ответ: а)  5,14 . 1037; б)  3,07 . 103.


Задача 676.
Вычислить константы равновесия реакций, протекающих
а) в кадмиево-цинковом гальваническом элементе; 6) в медно-свинцовом гальваническом элементе.
Решение:
а) Составляем уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вы-честь потенциал анода, т.е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

EЭДС = E(Cd0) - E(Zn0) = -0,403 - (-0,763) = 0,360B.

Константу равновесия процесса находим по уравнению:

уравнения электронного баланса

а) Составляем уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Константу равновесия процесса находим по уравнению:

уравнения электронного баланса

Ответ: а)  6,12 . 1031; б)  2,018 . 1015.


Задача 677.
Можно ли восстановить олово (IV) в олово (II) с помощью следующих реакций:
а) SnCl4 + 2KI = SnCl2 + 2KCl;
б) SnCl4+ 2H2S = SnCl2 + S + 2HCl.
Ответ обосновать расчетом констант равновесия реакций.
Решение:
а) SnCl4 + 2KI = SnCl2 + 2KC
Составляем уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вы-честь потенциал анода, т.е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

EЭДС = E(Sn0) - E(I20) = 0,151 - 0,536 = -0,385B.

Константу равновесия процесса находим по уравнению:

уравнения электронного баланса

>

Вывод: Так как константа равновесия реакции К < 0, то процесс не протекает самопроизвольно при нормальных условиях.

б) SnCl4+ 2H2S = SnCl2 + S + 2HCl.
Составляем уравнения электронного баланса:

уравнения электронного баланса

Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вы-честь потенциал анода, т. е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

EЭДС = E(Sn0) - E(S) = 0,151 - (-o,481) = 0,631B.

Константу равновесия процесса находим по уравнению:

уравнения электронного баланса

Вывод: Так как константа равновесия реакции K > 0, то процесс протекает самопроизвольно при нормальных условиях.

Ответ: а) нельзя, К = 9 . 10-14; б) можно, К = 2,5 . 1021.