Jeżeli w reakcji redoks biorą udział jony H+, to potencjał układu zależy od stężenia tych jonów, czyli od pH roztworu. Dla takich układów potencjał odnosi się do roztworów, w których

a więc pH = 0. Wartości potencjałów redoks wielu ważnych biologicznie układów utleniacz – reduktor przedstawiane są dla przyjętego przez biochemików stanu, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K. Różnica pH roztworu wpływa na wartość potencjału półogniwa.
Potencjał półogniwa wodorowego

w środowisku o pH różnym od zera można obliczyć (w woltach), korzystając z następującej zależności:

gdzie

oznacza potencjał standardowy półogniwa wodorowego.

Na podstawie: Lubert Stryer, Biochemia, Warszawa 2003 oraz K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

a) Oblicz potencjał półogniwa wodorowego w stanie, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.

Poniżej przedstawiono równania reakcji i potencjały redoks dwóch układów biologicznych dla pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.

b) Oceń, czy reakcja zilustrowana równaniem

zachodzi samorzutnie, czy do jej zajścia konieczne jest dostarczenie energii. Uzupełnij poniższe zdanie: wybierz i podkreśl jedno określenie w każdym nawiasie.

Aby mogła zajść opisana reakcja, (jest / nie jest) konieczne dostarczenie energii, ponieważ woda jest reduktorem (silniejszym / słabszym) niż NADH.

Tlenek węgla(II) jest stosowany w produkcji wielu metali, np. żelaza, co opisuje poniższy schemat.

Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie oraz podaj stosunek masowy substancji pełniącej funkcję utleniacza do substancji pełniącej funkcję reduktora.

Poniżej przedstawiono informacje o efektach energetycznych reakcji przeprowadzonych w dwóch odrębnych układach I i II.

Uzupełnij poniższe zdania, podkreślając właściwe określenie w każdym nawiasie.

W probówkach I, II i III przeprowadzono doświadczenie, w którym badano wpływ środowiska na redukcję jonów

Dysponowano wodnymi roztworami:
– azotanu(III) sodu
– siarczanu(VI) sodu
– kwasu siarkowego(VI)
– wodorotlenku sodu.

Stwierdzono, że w probówce I nastąpiło odbarwienie fioletowego roztworu. W probówce III jon manganianowy(VII) zredukował się do związku, w którym mangan przyjmuje stopień utlenienia IV.

Napisz:

Próbkę mieszaniny węglanu wapnia i tlenku wapnia o znanej masie poddano prażeniu. Po kilkunastu minutach ogrzewania stwierdzono, że masa produktu przestała się zmieniać i jest o 20,75% mniejsza od początkowej masy próbki.

Wyjaśnij ubytek masy analizowanej mieszaniny w czasie jej ogrzewania, zapisując równanie zachodzącej reakcji.

Pewna reakcja chemiczna zachodzi w trzech następujących po sobie etapach.

a) Przeanalizuj podany mechanizm reakcji i na jego podstawie napisz sumaryczne równanie przemiany w formie jonowej skróconej. Podaj wzór drobiny, która pełni funkcję katalizatora.
b) Napisz wzory wszystkich produktów przejściowych opisanej przemiany.

Rozkład tlenku azotu(IV) zachodzi zgodnie z równaniem:

W tabeli podano wartości stałej równowagi reakcji rozkładu tlenku azotu(IV) w różnych temperaturach.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.

Przeanalizuj podane informacje i napisz, czy reakcja rozkładu tlenku azotu(IV) jest egzotermiczna, czy endotermiczna.

Podany schemat przedstawia ciąg przemian prowadzonych w roztworach wodnych z udziałem związków chromu.

Reakcję oznaczoną na schemacie numerem 3 można przeprowadzić, stosując jako utleniacz nadtlenek wodoru w środowisku o odczynie silnie zasadowym.

a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby pobranych lub oddanych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas tej przemiany.

b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

Poniżej przedstawiono wybrane właściwości chemiczne bizmutu.

Określ, czy potencjał standardowy układu

mierzony względem standardowej elektrody wodorowej jest dodatni, czy ujemny.

Zbudowano zestaw doświadczalny zgodnie z poniższym rysunkiem.

Stwierdzono, że siła elektromotoryczna (SEM) ogniwa w warunkach standardowych jest równa 0,28 V.

Zidentyfikuj metal Me i napisz, stosując jego symbol chemiczny, równanie reakcji elektrodowej, która zachodzi w półogniwie I.

W czasie elektrolizy roztworów wodnych można – dobierając materiał, z jakiego wykonane są elektrody – wpływać na rodzaj zachodzących na nich procesów. Ma to szczególne znaczenie w przypadku elektrod pełniących funkcję anody. Anody grafitowe nie ulegają zmianom w czasie elektrolizy, natomiast anody wykonane z metali innych niż platyna, iryd, złoto i tantal ulegają utlenianiu.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

Przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu siarczanu(VI) cynku na elektrodach grafitowych oraz na elektrodach cynkowych.

Określ potencjał elektrody (dodatni lub ujemny), na której w obu opisanych doświadczeniach zachodziła ta sama reakcja elektrodowa.

W czasie elektrolizy roztworów wodnych można – dobierając materiał, z jakiego wykonane są elektrody – wpływać na rodzaj zachodzących na nich procesów. Ma to szczególne znaczenie w przypadku elektrod pełniących funkcję anody. Anody grafitowe nie ulegają zmianom w czasie elektrolizy, natomiast anody wykonane z metali innych niż platyna, iryd, złoto i tantal ulegają utlenianiu.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

a) Napisz równania reakcji przebiegających w czasie elektrolizy roztworu siarczanu(VI) cynku na anodzie grafitowej i na anodzie cynkowej.
b) Opisz zmianę, jaką można zaobserwować w przestrzeni anodowej w czasie elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) cynku na elektrodach grafitowych.

W poniższej tabeli podano schematyczne zapisy równań i informacje o przebiegu dwóch reakcji chemicznych.

a) Na podstawie powyższego opisu określ typ reakcji 1. i typ reakcji 2. ze względu na ich efekt cieplny.

Załóżmy, że oba rozważane układy osiągnęły w pewnej temperaturze stan równowagi.
b) Wskaż numer reakcji, której wydajność nie zmieni się po zmianie ciśnienia panującego w układzie.

Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji:

a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas tej przemiany.

b) Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

c) Napisz, jaką funkcję (utleniacza czy reduktora) pełni w tej reakcji nadtlenek wodoru.

W poniższej tabeli przedstawiono równania reakcji elektrodowych oraz odpowiadające im wartości potencjałów standardowych dwóch półogniw redoks tworzących tzw. akumulator kwasowo-ołowiowy.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.

Korzystając z podanych informacji, napisz sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym akumulatorze kwasowo-ołowiowym, oraz oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) tego ogniwa w warunkach standardowych.