IV.4. Výpočty dat z elektromotorického napětí článků U_e

Příklad IV.4.1 

Článek, složený z vodíkové elektrody (tlak vodíku 101,325 kPa) ponořené do octanového tlumiče a z molární kalomelové elektrody, vykazuje při 25 °C elektromotorické napětí U_e = 0,532 V. Jaké je pH roztoku? f_± (1M-KCl) = 0,604

Příklad IV.4.2 

Jaké pH má vzorek, jestliže napětí článku, složeného ze skleněné a nasycené kalomelové elektrody (E_SKE = 0,241 V), je U_e = 0,112 V při 25 °C a vykazuje-li článek při pH 7,00 nulové napětí? Směrnice kalibrační křivky vyhovuje Nernstově rovnici (SKE je kladným pólem).

Příklad IV.4.3 

Jaké pH má vzorek, jestliže napětí článku (sklo-SKE, t = 25 °C) je 0,203 V? Tentýž článek v roztoku o pH = 2 vykazuje napětí 0,435 V. SKE je záporný pól.

Příklad IV.4.4 

Elektrochemický článek (sklo-SKE, pufr o pH 7,00) má napětí U_s = 0,080 V. EMN vzorku o neznámé hodnotě pH vykazuje U_x = 0,230 V. Jaké je pH vzorku, bude-li referentní elektroda a) kladným pólem, b) záporným pólem? E_SKE = 0,241 V. Řešení naznačte také graficky!

Příklad IV.4.5 

Napětí článku složeného z nasycené kalomelové elektrody (E_SKE = 0,241 V, kladný pól) a vodíkové elektrody sycené vodíkem za parciálního tlaku 100,001 kPa a ponořené do roztoku slabé jednosytné kyseliny zneutralizované na 60% má hodnotu U_e = 0,477 V; vypočítejte disociační konstantu kyseliny K_HA! t = 25 °C, p_H2O = 2,533 kPa

Příklad IV.4.6 

Článek, složený z nasycené kalomelové elektrody (kladný pól) a vodíkové elektrody sycené vodíkem za parciálního tlaku 100,001 kPa a ponořené do roztoku slabé jednosytné kyseliny (K_HA = 3,2·10^–4,, t = 25 °C), má napětí U_e = 0,483 V. Z kolika procent je kyselina zneutralizována? E_SKE = 0,241 V, p_H2O = 3,20 kPa

Příklad IV.4.7 

Jaká je aktivita a koncentrace Ag⁺-iontů v galvanickém článku
Hg | Hg₂Cl₂, KCl_(nas) || Ag⁺ | Ag,
vytvořeném stříbrnou a nasycenou kalomelovou elektrodou, je-li EMN článku U_e = 0,475 V?
E_SCE = 0,241 V, f_Ag⁺ = 0,82

Příklad IV.4.8 

Vypočtěte součin rozpustnosti K_s(AgBr) ze standardních potenciálů stříbrné a bromidostříbrné elektrody při 25 °C!

Příklad IV.4.9 

Napětí článku U_e je 0,410 V (při 25 °C). Jaká je látková koncentrace Ag⁺ v nasyceném roztoku AgI a jaký je součin rozpustnosti jodidu stříbrného ve vodě? Disociační stupeň 0,1M-AgNO₃ je α = 0,82.
Ag | 0,1M-AgNO₃ || AgI_{(nasyc. roztok)} | Ag

Příklad IV.4.10 

Vypočtěte součin rozpustnosti K_s šťavelanu rtuťného, je-li potenciál rtuťové elektrody v jeho nasyceném roztoku E = 0,606 V při 25 °C!

Příklad IV.4.11 

Koncentrační článek, složený z 0,1 molární kalomelové elektrody (MKE) a z kalomelové elektrody (XKE) naplněné roztokem neznámé koncentrace Cl^– iontů, má při 25 °C napětí U_e = 0,229 V. Jaká je aktivita Cl^– iontů, když elektroda jím naplněná je kladným pólem článku? f_± (0,1M-KCl) = 0,769

Příklad IV.4.12 

Jaká je aktivita Ca²⁺-iontů v roztoku, do něhož je ponořena Hg-elektroda povlečená vrstvou nerozpustných šťavelanů rtuťného a vápenatého, referentní elektrodou je SKE (E_SKE = 0,241 V, záporný pól článku); EMN článku U_e = 0,368 V? t = 25 °C, K_s(Hg₂C₂O₄) = 4·10^–13, K_s(CaC₂O₄) = 2,6·10^–9

Příklad IV.4.13 

Jaký je střední aktivitní koeficient 0,01M-HCl, je-li EMN článku 0,509 V (25 °C)?
H₂ | (Pt, 101,325 kPa) 0,01M-HCl || Hg₂Cl₂, 0,01M-HCl | Hg

Příklad IV.4.14 

Jaký je střední aktivitní koeficient 1M-H₂SO₄, je-li napětí článku 0,662 V (25°C)?
H₂ (Pt, 101,325 kPa) | 1M-H₂SO₄ || Hg₂SO₄(s), 1M-H₂SO₄ | Hg

Příklad IV.4.15 

Jaký je standardní potenciál stříbrné elektrody (při 25 °C), je-li EMN uvedeného článku U_e = 0,866 V?
(–) Pb | Pb²⁺, c = 0,0152 mol·l^-1 || Ag⁺, c = 0,0111 mol·l^-1 | Ag (+)
f_Ag⁺ = 0,90, f_Pb²⁺ = 0,66

Příklad IV.4.16 

Jaká je koncentrace Fe³⁺-iontů v elektrochemické cele, vytvořené poločlánkem s Pt-elektrodou a směsí Fe³⁺-iontů a 0,0151M-Fe²⁺, druhým je argentochloridová elektroda a elektrolyt 1M-HCl? Naměřené EMN článku má hodnotu 0,546 V.

Příklad IV.4.17 

Koncentrace Ca²⁺-iontů ve vzorku vody byla stanovena metodou kalibrační přímky pomocí systému elektrod ISE – AgCl/Ag. Iontová síla všech roztoků standardu a vzorku byla nastavena na konstantní hodnotu u každého roztoku. Pro různé koncentrace standardů [mol·l^-1] byly naměřeny následující hodnoty potenciálu U_e [V]: (-0,125 V; 1·10^-5 mol·l^-1), (-0,103; 5·10^-5), (-0,093; 1·10^-4), (-0,072; 5·10^-4), (-0,065; 1·10^-3), (-0,043; 5·10^-3), (-0,033; 1·10^-2). Jaká je koncentrace Ca²⁺-iontů ve vzorku vody, jestliže EMN vzorku U_e = -0,084 V ?

Příklad IV.4.18 

Koncentrace Ca²⁺-iontů ve vzorku vody byla stanovena metodou přídavku standardu pomocí systému elektrod ISE – AgCl/Ag. Do 100 ml odměrné baňky bylo odměřeno 10 ml vzorku vody a roztok byl doplněn destilovanou vodou na definovaný objem. Přesně polovina objemu baňky byla přenesena do měrné nádobky a změřen potenciál článku U_e = –0,0529 V. Pak byl přidán 1 ml standardu koncentrace 0,05 mol·l^-1 a nově změřený potenciál měl hodnotu –0,0442 V. Jaká je koncentrace Ca²⁺-iontů ve vzorku vody?