Похожие вопросы
2024-12-03 15:19:09
Как рассчитать ЭДС гальванического элемента, состоящего из электродов:
- а) Cr | CrCl3 (0,1M); H2 | 2H+ (рН=3)
- б) Sn| Sn(NO3)2 (0,01M); Sn | Sn(NO3)2 (0,1M).
Также необходимо составить схемы гальванических элементов и описать процессы, протекающие на катоде и аноде.
Химия11 классГальванические элементыЭДС гальванического элементарасчет ЭДСгальванические элементыэлектродные процессыкатод и анодсхемы гальванических элементовхимия гальванических элементовCr | CrCl3H2 | 2H+Sn | Sn(NO3)2рН 3концентрация раствораэлектрохимические реакции
2024-12-03 15:19:34
Для расчета ЭДС гальванического элемента необходимо использовать уравнение Нернста, которое позволяет определить потенциал электрода в зависимости от концентрации и температуры. Рассмотрим оба случая по порядку.
а) Cr | CrCl3 (0,1M); H2 | 2H+ (рН=3)1. Сначала определим стандартные потенциалы для обоих электродов:
- Для Cr (хрома) в растворе CrCl3: E0(Cr3+/Cr) = -0,74 В.
- Для водорода: E0(H+/H2) = 0 В (стандартный водородный электрод).
2. Теперь нужно учесть концентрацию и pH для расчета потенциала по уравнению Нернста:
- Для водородного электрода: pH = 3, значит [H+] = 10^(-3) М.
- Потенциал водородного электрода будет: E(H+/H2) = 0 - (0,0591/1) * log(1/[H+]) = 0 - 0,0591 * log(1/10^(-3)) = 0 + 0,1773 В = 0,1773 В.
3. Теперь рассчитаем потенциал хрома:
- Для Cr: E(Cr3+/Cr) = -0,74 - (0,0591/3) * log(1/0,1) = -0,74 - 0,0197 * log(10) = -0,74 - 0,0197 * 1 = -0,7597 В.
4. Теперь можем рассчитать ЭДС гальванического элемента:
- ЭДС = Eкатод - Eанод = E(H+/H2) - E(Cr3+/Cr) = 0,1773 - (-0,7597) = 0,1773 + 0,7597 = 0,937 В.
5. Схема гальванического элемента:
Cr | CrCl3 (0,1M) || H2 | H+
6. Процессы на электродах:
- На аноде (Cr): Окисление Cr до Cr3+: Cr → Cr3+ + 3e-.
- На катоде (H2): Восстановление H+: 2H+ + 2e- → H2.
1. Стандартный потенциал для Sn: E0(Sn2+/Sn) = -0,14 В.
2. Теперь рассчитаем потенциалы для обоих электродов:
- Для Sn(NO3)2 (0,01M): E(Sn2+/Sn) = -0,14 - (0,0591/2) * log(1/0,01) = -0,14 - 0,02955 * log(100) = -0,14 - 0,0591 = -0,1991 В.
- Для Sn(NO3)2 (0,1M): E(Sn2+/Sn) = -0,14 - (0,0591/2) * log(1/0,1) = -0,14 - 0,02955 * log(10) = -0,14 - 0,02955 = -0,16955 В.
3. Рассчитаем ЭДС гальванического элемента:
- ЭДС = Eкатод - Eанод = E(Sn2+/Sn, 0,1M) - E(Sn2+/Sn, 0,01M) = -0,16955 - (-0,1991) = 0,02955 В.
4. Схема гальванического элемента:
Sn | Sn(NO3)2 (0,01M) || Sn | Sn(NO3)2 (0,1M)
5. Процессы на электродах:
- На аноде (Sn, 0,01M): Окисление Sn до Sn2+: Sn → Sn2+ + 2e-.
- На катоде (Sn, 0,1M): Восстановление Sn2+: Sn2+ + 2e- → Sn.
Таким образом, мы рассчитали ЭДС для обоих гальванических элементов и описали процессы, происходящие на катоде и аноде.
