000.  電極電位の濃度依存性


無機・分析化学応用実験 の単元です。

小単元

概要

電極電位の濃度依存性

【結果】Fe3+,Fe2+系の電位[V vs. Ag/AgCl]と濃度比の片対数プロット
ネルンストの式を使って*5)、鉄イオンの濃度を変えたときの酸化還元電位を計算する。0.1M硫酸に硫酸鉄アンモニウム(�U)と硫酸鉄アンモニウム(�V)を溶解して、0.025M鉄イオン(�U)と0.025M鉄イオン(�V)の溶液を調整し、これらの溶液を混合して種々の濃度比の電解液を調整する。次に銀/塩化銀電極と電気化学セルを組み、補償法およびエレクトロメータによって起電力を測定する。鉄イオン(�U)と鉄イオン(�V)の濃度比は、濃度比1を中心に片対数方眼紙上で等間隔になるように少なくとも5点以上測定する。片対数方眼紙へのプロットは測定と同時に行うこと。プロットから最小二乗法によって求めた傾きが、RT/nFになることを確認する。

Pt/Fe3+,Fe2+,0.1M H2SO4//KCl/AgCl/Ag


   
溶液の調整(左図) ポテンシャルメータ(中央図) ネルンストのプロット(右図)

?設問:ネルンストの式によれば電位は濃度依存性があるが、それはどうしてか?
?設問:0.025M鉄イオン(�U)のみ(鉄イオン(�V)=0)の場合、あるいはその逆の場合は、ネルンストの式による電位はどうなるか?
?設問:鉄イオン(�U)と鉄イオン(�V)の組み合わせとしてフェリシアン化カリウム/フェロシアン化カリウムの系について行った場合はどうか?


【試薬】
フェリシアン化カリウム1)
フェロシアン化カリウム2)

ヘキサシアノ鉄〈�V〉酸カリウム3)
ヘキサシアノ鉄(�U)カリウム3水和物4)

(1) フェリシアン化カリウム, Potassium ferricyanide, K3[Fe(CN)6], FW = 329.2481 g/mol, (化学種).
(2) フェロシアン化カリウム, , K4[Fe(CN)6], FW = 368.3464 g/mol, (化学種).
(3) ヘキサシアノ鉄〈�V〉酸カリウム, , (材料).
(4) ヘキサシアノ鉄(�U)カリウム3水和物, , (材料).

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参考文献( 書籍 ・論文 ・URL)