Задачи и упражнения
1. Закончите уравнения методом ионно-электронного баланса. Укажите окислитель, восстановитель, тип реакции. Рассчитайте молярную массу эквивалента окислителя и восстановителя.
CuS + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2SO4 + NO2 + …
FeCl2 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + …
AsH3 + AuCl3 + NaOH → Na3AsO4 + Au + …
Cr2(SO4)3+NaBiO3+NaOH → Na2CrO4 + Bi(OH)3 + …
HCN + O2 → CO2 + N2 + …
KNO2 + KMnO4 + H2SO4 → KNO3 + MnSO4 + …
Al + NaNO3 + NaOH → NaAlO2 + NH3
MnO2 + H2O2 + H2SO4 → MnSO4 + O2 + …
KMnO4 + C6H12O6 + H2SO4 → CO2 + MnSO4 + …
MnSO4 + H2O2 + KOH → MnO2 + K2SO4 + …
K2Cr2O7 + KI + H2SO4 → I2 + Cr2(SO4)3 + …
KIO3 + KI + H2SO4 → I2 + K2SO4 + …
NH4Cl + NaNO3 → N2 + NaCl + HCl + …
H3PO3 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 + MnSO4 + …
HNO3 + P → H3PO4 + NO + …
Na2SO3 + PH3 → S + P + …
NaAsO2+I2+Na2CO3+H2O→NaH2AsO4+NaI+CO2 + …
K3FeO3 + KСlO4 + H2SO4 → K2FeO4 + Cl2 + …
PH3 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 + MnSO4 + …
Al + KNO2 + KOH → K[Al(OH)4] + NH3
As2O3 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + NO
K2CrO4 + NaNO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + NaNO3 + …
KCrO2 + NaClO + KOH → K2CrO4 + NaCl + …
HСlO3 + H2S → HCl + S
SO2 + H2S → S + H2O
2. Какая реакция произойдет, если привести в контакт следующие две равновесные окислительно-восстановительные системы. Напишите уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель.
Cr2O72- + 14H+ + 6e ↔ 2Cr3+ + 7H2O Ео = 1,33 В
2СO2 + 2H+ + 2e ↔ H2C2O4 Ео =-0,49 В
MnO4- + 4H+ + 3e ↔ MnO2 + 2H2O Ео = 1,69 В
HNO2 + H+ + e ↔ NO + H2O Ео = 0,99 В
SO42- + 8H+ + 6e ↔ S + 4H2O Ео = 0,36 В
HClO2 + 3H+ + 4e ↔ Cl- + 2H2O Ео = 1,56 В
MnO4- + e ↔ MnO42- Ео = 0,56 В
HIO + H+ + 2e ↔ I- + H2O Ео = 0,99 В
NO3- + 3H+ + 2e ↔ HNO2 + H2O Ео = 0,94 В
ClO3- + 6H+ + 6e ↔ Cl- + 3H2O Ео = 1,45 В
HClO + H+ + 2e ↔ Cl- + H2O Ео = 1,5 В
CO2 + 2H+ + 2e ↔ HCOOH Ео = -0,2 В
N2 + 8H+ + 6e ↔ 2NH4+ Ео = 0,26 В
HClO + H+ + 2e ↔ Cl- + H2O Ео = 1,5 В
H3AsO4 + 2H+ + 2e ↔ HAsO2 + 2H2O Ео = 0,56 В
BrO3- + 6H+ + 6e ↔ Br- + 3H2O Ео = 1,45 В
Fe3+ + e ↔ Fe2+ Ео = 0,77 В
MnO4- + 4H+ + 3e ↔ MnO2 + 2H2O Ео = 1,69 В
Bi2O3 + 6H+ + 6e ↔ 2Bi + 3H2O Ео = 0,37 В
NO3- + 4H+ + 3e ↔ NO + 2H2O Ео = 0,96 В
MnO4- + 8H+ + 5e ↔ Mn2+ + 4H2O Ео = 1,51 В
SO42- + 4H+ + 2e ↔ H2SO3 + H2O Ео = 0,17 В
SO42- + 8H+ + 6e ↔ S + 4H2O Ео = 0,36 В
HClO2 + 3H+ + 4e ↔ Cl- + 2H2O Ео = 1,56 В
MnO4- + 2H2O + 3e ↔ MnO2 + 4OH- Ео = 0,6 В
HClO + H+ + 2e ↔ Cl- + H2O Ео = 1,5 В
HВrO + H+ + 2e ↔ Br- + H2O Ео = 1,34 В
H2SO3 + 4H+ + 4e ↔ S + 3H2O Ео = 0,45 В
2HClO2 + 6H+ + 6e ↔ Cl2 + 4H2O Ео = 1,63 В
Cr3+ + e ↔ Cr2+ Ео =-0,41 В
3. Какой из приведенных окислителей следует взять, чтобы осуществить превращение
Br2 → 2BrO- Ео = 0,45 В
Окислители:
В; 
В;
В. Составьте
уравнение реакции.
4. Какая из двух реакций возможна:
а)
Br2
+ KClO3
→? 
0,5
В
б)
С12
+ KBrO3
→? 
1,47
В
Составьте уравнение возможной реакции.
5.
Напишите
уравнение реакции, подтверждающее
восстановительные свойства Na2SO3.
-0,93 В.
6. Какой из приведенных окислителей следует взять для перевода Mn2+ → MnO4- Eo = 1,51 В. Окислители: K2Cr2O7, KNO3, K2S2O8. Ответ мотивируйте. Составьте уравнение реакции.
7. Сравните окислительную активность H2SO4 и H2SeO4, пользуясь величинами потенциалов:
-0,93 В;
0,05 В. Составьте уравнение реакции
восстановления селеновой кислоты
металлическим скандием.
-2,086 В.
8. Пользуясь таблицей стандартных окислительно-восстано-вительных потенциалов, расположите галогены в порядке убывания их окислительной способности.
9. Какие из указанных реакций могут протекать самопроизвольно в стандарном состоянии:
а) Fe2+ + I2 → г) Fe3+ + Br- →
б) Fe2+ + Br2 → д) Fe2+ + Cl2 →
в) Fe3+ + I- → е) Fe3+ + Cl- →
10. Массовая доля метгемоглобина (в % к общему гемоглобину) изменяется с возрастом следующим образом: у новорожденных 6,22 %, у детей 1-3 месяцев 2,21 %, у детей 1-3 года 1,13 %, у детей 7-14 лет 1,08 %. Как изменяется при этом редокс-потенциал системы метгемоглобин/гемоглобин? (Т = 310 К).
11. На каких свойствах (окислительных или восстановительных) основано применение следующих веществ в медицинской практике и санитарии: аскорбиновая кислота; перманганат калия; пероксид водорода; хлорная известь. Дайте пояснения. Запишите уравнения окислительно-восстановительных реакций. Докажите вероятность их протекания при стандартных условиях.
12. В составе препаратов, рекомендуемых для лечения железодефицитной анемии, входят соли Fe2+, которые легко окисляются даже на воздухе. Определите, может ли добавляемая в состав лекарственных препаратов аскорбиновая кислота препятствовать их окислению.
ТЕМА Х. ЭЛЕКТРОХИМИЯ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ В МЕДИЦИНЕ И САНИТАРИИ
Электрохимия устанавливает механизмы процессов и явлений, протекающих на границе раздела фаз с участием заряженных частиц, в том числе электрические явления в живых организмах.
Биологические жидкости и ткани организма обладают определенной электрической проводимостью, и ее измерение широко используют для целей диагностики. Метод получил название кондуктометрия. Широкое распространение получил также метод потенциометрии в клиническом анализе и практике санитарно-гигиенических исследований. С помощью потенциометрии возможно определение концентрации физиологически активных ионов (H3O+, K+, Na+, Ca2+, Cl-, I- и др.) в биологических жидкостях и тканях. При использовании ферментных электродов возможно определение глюкозы, мочевины, аминокислот и других метаболитов.
Изучение механизмов возникновения биопотенциалов позволяет разобраться в закономерностях биохимических процессов в организме, в частности, процессов биологического окисления.
Метод регистрации биопотенциалов используется при исследовании деятельности различных органов (электрокардиография, электроэнцефалография, электромиография, электрогастрография).
Потенциометрическое и кондуктометрическое титрование применяются для определения концентрации биологически активных и лекарственных веществ.
По теме Х студент должен знать понятия: электропроводность, удельная и молярная электропроводность; закон Кольрауша; механизм возникновения потенциалов; устройство и назначение электродов; уметь рассчитывать молярную электропроводность растворов, в т.ч. биологических жидкостей; по экспериментальным значениям удельной электропроводности оценивать степень и константу ионизации электролитов; рассчитывать значения потенциалов и э.д.с. гальванического элемента; владеть сущностью электрохимических методов исследования; навыками работы на иономерах и кондуктометрах.