Вычислите значение ЭДС гальванического элемента

(-) Mg / MgSO4 // CuSO4 / Cu (+) Напишите процессы на аноде и катоде.

 

Решение.

Дана схема гальванического элемента, из которой видно, что анодом является магний, а катодом — медь

А (-) Mg / MgSO4 // CuSO4 / Cu (+) К

 

(–) А: Mg⁰  - 2e = Mg²⁺

(+) K: Cu²⁺ +2e = Cu⁰

 

ЭДС гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: ЭДС = E_К – Е_А

E⁰_Сu|Cu⁺ = + 0,337 В

E⁰_Mg²⁺_|Mg = –2,37 В

 

ЭДС = +0,337 – (–2,37 В) = 2,71 В

 

3. Рассчитайте ЭДС гальванического элемента, составленного из стандартного водородного электрода и свинцового электрода, погруженного в 0,01 М раствор PbCl₂. На каком электроде идёт процесс окисления, а на каком — восстановление?

Решение.

E⁰_Н⁺_|Н2 = 0,00 В

E⁰_Рb²⁺_|Pb⁰ = –0.126 В

 

В данной паре потенциал свинца имеет более отрицательное значение, поэтому анодом является свинец:

 

(–) А: Pb⁰ - 2e = Pb²⁺

(+) K: 2H⁺ +2e = H₂⁰

 

Определим электродный потенциал свинца:

E = E° + (0,059/n)lg [Pb²⁺]

E = -0,126 + (0,059/2)∙lg0,01 = -0,185 В

 

ЭДС гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: ЭДС = E_К – Е_А

ЭДС = 0 + 0,185 = 0,185 В

На основании стандартных электродных потенциалов определите, какую ЭДС имеет гальванический элемент

 Zn|Zn²⁺ || Ni²⁺|Ni

 

Решение.

ЭДС гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: ЭДС = E_К – Е_А

Е⁰ _Ni|Ni²⁺ = - 0,250 В

Е⁰_Zn|Zn²⁺ = - 0,763 В

Данные гальванические элементы составлены из стандартных электродов, поэтому:

ЭДС = Е⁰ _Ni|Ni²⁺ – Е⁰_Zn|Zn²⁺ = – 0,250 – (–0,763) = 0,513 В

 

5. Вычислите электродный потенциал магния погруженного в раствор MgSO₄ с концентрацией ионов Mg²⁺, равной 0,01 моль/л.

 

Решение:

Вычисление электродного потенциала металла при любой концентрации его ионов (моль/л) в растворе производится по уравнению Нернста. Для магниевого электрода:

E = E⁰ + = –2,363 + = –2,422 В.

 

6. Вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из двух электродов: Ti | Ti²⁺ (0,01 моль/л) || Ni²⁺ (1 моль/л) | Ni. Написать процессы на аноде и катоде. Вычислить константу равновесия гальванического элемента.

Решение:

ЭДС гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: ЭДС = E_К – Е_А

 

В данном гальваническом элементе катод - Ni²⁺ |Ni , а анод - Ti|Ti²⁺

 

Схема гальванического элемента:

А (–) Ti | Ti²⁺ || Ni²⁺ | Ni (+) К

 

Процессы на электродах:

(–) А: Ti – 2e^- = Ti²⁺

(+) K: Ni²⁺ + 2e^- = Ni.

 

По уравнению Нернста рассчитываем значение электродного потенциала анода.

E _Ti|Ti²⁺ = E⁰ _Ti|Ti²⁺ + = –1,630 + = –1,689 В

 

Значение электродного потенциала катода равно величине стандартного электродного потенциала никелевого электрода, так как концентрация ионов Ni²⁺ в растворе составляет 1 моль/л.

E _Ni|Ni²⁺ = E⁰ _Ni|Ni²⁺ = – 0,250 В;

 

ЭДС (E⁰) = –0,250 – ( –1,689) = 1,439 В.

₌

 

 

7. По уравнению токообразующей реакции составьте схему гальванического элемента: Ni + СuSO4 = NiSO4 + Cu. Напишите уравнения анодного и катодного процессов. Рассчитайте стандартную ЭДС.

 

Решение.

E⁰ _Ni|Ni²⁺ = – 0,250 В;

E⁰_Сu|Cu⁺ = + 0,337 В

 

В данной паре потенциал никеля имеет более отрицательное значение, поэтому анодом является никель:

Процессы на электродах:

(–)А: Ni⁰ - 2e^- = Ni²⁺.

(+) К: Сu²⁺+ 2e^- = Cu⁰

 

Составим схему гальванического элемента:

(-) Ni⁰|NiSO4 || CuSO4| Cu⁰ (+)

ЭДС гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: ЭДС = E_К – Е_А = +0,337 – (- 0,250) = 0,587 В

 

---

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 127; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!