Определить, какие вещества (окислители) способны окислить ион марганца до более высокой степени окисления, используя стандартные редокс-потенциалы

Предмет: Химия

Раздел: Электрохимия (Редокс-потенциалы)

В данном задании нам нужно определить, какие вещества (окислители) способны окислить ион марганца [Mn^{2+}] до более высокой степени окисления, используя стандартные редокс-потенциалы.

Дано:

• Стандартный электродный потенциал для [Mn^{2+}/MnO_4^-]:
  φ(Mn^{2+}/MnO_4^-) = 1.51 \, \text{V}
• Стандартные электродные потенциалы для галогенов:
  φ(Cl_2/Cl^-) = 1.36 \, \text{V}
  φ(I_2/I^-) = 0.54 \, \text{V}
  φ(F_2/F^-) = 2.87 \, \text{V}
  φ(Br_2/Br^-) = 1.07 \, \text{V}

Теория:

Окислитель способен окислить вещество только в том случае, если его стандартный электродный потенциал больше, чем у вещества, которое он окисляет. Иными словами, если φ(окислителя) > φ(восстановителя), то реакция возможна.

В данной задаче ион [Mn^{2+}] будет окисляться до [MnO_4^-] с потенциалом 1.51 \, \text{V}. Следовательно, мы ищем окислители, потенциалы которых больше 1.51 В.

Решение:

Сравним потенциалы:

1. φ(F_2/F^-) = 2.87 \, \text{V} > 1.51 \, \text{V}
   Фтор может окислить [Mn^{2+}].

2. φ(Cl_2/Cl^-) = 1.36 \, \text{V} < 1.51 \, \text{V}
   Хлор не может окислить [Mn^{2+}].

3. φ(I_2/I^-) = 0.54 \, \text{V} < 1.51 \, \text{V}
   Йод не может окислить [Mn^{2+}].

4. φ(Br_2/Br^-) = 1.07 \, \text{V} < 1.51 \, \text{V}
   Бром не может окислить [Mn^{2+}].

Ответ:

Только фтор обладает потенциалом, достаточным для окисления [Mn^{2+}].

Правильный ответ:
c. фтор