Расчет формального потенциала полуреакции, протекающей в условиях комплексообразования с окисленной или восстановленной формой

Пусть окисленная форма участвует в реакции комплексообразования и условия таковы, что доминирует комплекс известного состава, например O_xL_m. Константа устойчивости комплекса известна:

Для полуреакции Ox + ne ↔ Red напишем уравнение Нернста

и преобразуем его, используя известные соотношения между активностью и концентрацией,

Поскольку

то после несложных преобразований получаем

Слагаемым, включающим коэффициенты активности, обычно можно пренебречь. Если [O_xL_m] = [Red] = 1 М и известна [L], то формальный потенциал полуреакции O_xL_m + ne ↔ Red + mL определяется формулой:

(5-11)

Аналогично для полуреакции, в которой в комплекс связана восстановленная форма, формальный потенциал определяется формулой:

(5-12)

Зная константу устойчивости комплекса и концентрацию лиганда, можно вычислить величину формального потенциала. И наоборот, измеряя потенциал при разных концентрациях лиганда, можно определить константу устойчивости комплекса.

ПРИМЕР 13. Рассчитайте формальный потенциал полуреакции

Fe³⁺+ е ↔ Fe²⁺

в 2 М растворе фторида аммония в условиях доминирования комплекса FeF₅^2-.

Решение. Для расчета формального потенциала воспользуемся уравнением (5-11):

Комплекс FeF₅^2- доминирует в растворе только при большом избытке фторид-иона, следовательно, можно приравнять равновесную концентрацию фторид-ионов к общей концентрации фторида аммония. Тогда