Вычисление концентрации ионов в растворе хлорида железа
Дано:
Температура: T = 298 K
Потенциал электрода: E = -0,477 V
Соединение: Хлорид железа (FeCl3)
Требуется:
Концентрация ионов (Fe3+ и Cl-)
Решение:
Стандартный электродный потенциал:
Для начала необходимо найти стандартный электродный потенциал (E°) для пары Fe3+/Fe. В справочных данных можно найти значение E° = 0,771 V.
Уравнение Нернста:
Далее используем уравнение Нернста, которое связывает потенциал электрода с концентрацией ионов:
E = E° - (0,0592 / n) * log[Fe3+]
где:
E - потенциал электрода (V)
E° - стандартный электродный потенциал (V)
n - число электронов, участвующих в полуреакции (в данном случае n = 3)
[Fe3+] - концентрация ионов Fe3+ (моль/л)
Подстановка значений:
Подставляем известные значения в уравнение Нернста:
-0,477 = 0,771 - (0,0592 / 3) * log[Fe3+]
Решение уравнения:
Решаем уравнение относительно [Fe3+]:
log[Fe3+] = -21,3
[Fe3+] = 10^(-21,3) = 4,89 * 10^(-22) моль/л
Концентрация ионов хлорида:
В растворе хлорида железа на каждый ион Fe3+ приходятся 3 иона Cl-.
[Cl-] = 3 * [Fe3+] = 3 * 4,89 * 10^(-22) = 1,47 * 10^(-21) моль/л
Ответ:
Концентрация ионов Fe3+ = 4,89 * 10^(-22) моль/л
Концентрация ионов Cl- = 1,47 * 10^(-21) моль/л
Примечание:
Полученные значения концентрации очень малы. Это может быть связано с образованием комплексных ионов Fe3+ в растворе.
Для более точного определения концентрации ионов необходимо провести дополнительные исследования, например, титриметрический анализ.