Kirjoita reaktioyhtälö ja laske reaktion EMV upotettaessa sinkkipalanen rauta(III)ioneja sisältävään liuokseen?

Vastaus:

Kun sinkkipalanen (Zn) upotetaan rauta(III)ioneja (Fe³⁺) sisältävään liuokseen, tapahtuu seuraava reaktio:

Reaktioyhtälö:

[ text{3Zn} (s) + text{2Fe}^{3+} (aq) rightarrow text{3Zn}^{2+} (aq) + text{2Fe} (s) ]

Tässä reaktiossa sinkki hapettuu Zn²⁺-ioneiksi ja rauta(III)-ionit pelkistyvät rautametalliksi.

Reaktion EMV (elektrolyyttinen käyttöjännite):

Reaktion EMV voidaan laskea standardipotentiaalien avulla. Sinkille (Zn) ja raudalle (Fe) standardipotentiaalit ovat:

- Sinkin hapettumisen standardipotentiaali:
[ text{Zn}^{2+} + 2e^{-} rightarrow text{Zn} quad E^circ = -0.76 , text{V} ]

- Rautahapettumisen standardipotentiaali:
[ text{Fe}^{3+} + 3e^{-} rightarrow text{Fe} quad E^circ = +0.77 , text{V} ]

Kun lasketaan EMV, hapettumisen ja pelkistymisen potentiaalit otetaan huomioon. Reaktiossa sinkki hapettuu (miinusmerkki) ja rauta pelkistyy (plusmerkki):

[ E^circ_{text{reaktio}} = E^circ_{text{pelkistys (Fe)}} - E^circ_{text{hapettuminen (Zn)}} ]

Liitetään arvot:

[ E^circ_{text{reaktio}} = +0.77 , text{V} - (-0.76 , text{V}) ]

[ E^circ_{text{reaktio}} = +0.77 , text{V} + 0.76 , text{V} = +1.53 , text{V} ]

Joten reaktion EMV, kun sinkkipalanen upotetaan rauta(III)ioneja sisältävään liuokseen, on +1.53 V.

Tämä positiivinen EMV viittaa siihen, että reaktio on spontaani.

Lisää vastaus