Аналитическая химия. Вычислите равновесные концентрации ионов Cr2O72–, Cr3+ и H2O2 в растворе, содержащем 0,2 М Вычислите равновесные концентрации ионов Cr2O72–, Cr3+ и H2O2 в растворе, содержащем 0,2 М CrCI3 и 0,3 М H2O2 при рН 1

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи используем уравнение равновесия для окисления Cr3+ до Cr2O72-:

3H2O2 + 2Cr3+ + 2H+ -> 2Cr2O72- + 4H2O

Сначала найдем концентрацию ионов Cr3+ и Cr2O72- при добавлении H2O2:

Из уравнения видно, что для образования 1 молекулы Cr2O72- необходимо 2 молекулы Cr3+ и 3 молекулы H2O2. Поэтому молярные концентрации Cr2O72- и Cr3+ будут равны:

[Cr2O72-] = 0,3/3 = 0,1 М
[Cr3+] = 0,2/2 = 0,1 М

Теперь найдем концентрацию ионов H2O2 на основании уравнения реакции:

[H2O2] = 0,3/3 = 0,1 М

После этого найдем концентрацию H+ на основании данного значения pH:

[H+] = 10^(-pH) = 10^(-1) = 0,1 М

Теперь используем уравнение реакции для нахождения соотношения между концентрациями ионов:

0,1 = 2x^2 / (0,1 - x)^2
0,1 (0,1 - x)^2 = 2x^2
0,01 - 0,02x + x^2 = 2x^2
x^2 + 0,02x - 0,01 = 0
x1 = (-0,02 + sqrt(0,02^2 + 40,01)) / 2 = 0,178 М
x2 = (-0,02 - sqrt(0,02^2 + 4*0,01)) / 2 = -0,198 М

Так как концентрации не могут быть отрицательными, то x = 0,178 М

Получаем концентрации ионов на равновесии:

[Cr2O72-] = 0,1 М
[Cr3+] = 0,1 М
[H2O2] = 0,178 М

Итак, равновесные концентрации ионов Cr2O72-, Cr3+ и H2O2 в растворе будут соответственно 0,1 М, 0,1 М и 0,178 М.