Помогите пожалуйста!

Гальванический элемент собран по схеме:

Pb/Pb (NO3)2//Sn(NO3)2/Sn.

Как составить схему работы элемента, рассчитать ЭДС и написать уравнение токообразующей реакции, если концентрации CPb(NO3)2 = 0,1 моль/л, а CSn (NO3)2 = 1 моль/л?

Химия 11 класс Гальванические элементы и электрохимия гальванический элемент схема работы расчет ЭДС уравнение реакции концентрация растворов химия 11 класс Новый

Давайте разберем задачу по шагам.

1. Определение компонентов гальванического элемента:

• Анод: свинец (Pb) в растворе Pb(NO3)2
• Катод: олово (Sn) в растворе Sn(NO3)2

2. Определение полярности электродов:

В гальваническом элементе анод - это электрод, на котором происходит окисление, а катод - это электрод, на котором происходит восстановление. В нашем случае:

• На аноде (Pb) свинец окисляется:
• На катоде (Sn) олово восстанавливается.

3. Запись полуреакций:

• Анодная реакция (окисление):

Pb → Pb²⁺ + 2e⁻

• Катодная реакция (восстановление):

Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn

4. Составление уравнения полной реакции:

Сложив полуреакции, получаем:

Pb + Sn²⁺ → Pb²⁺ + Sn

5. Расчет ЭДС гальванического элемента:

Для расчета ЭДС необходимо использовать стандартные электродные потенциалы. Стандартные потенциалы для реакций:

• Для Pb/Pb²⁺: E°(Pb²⁺/Pb) = -0,13 В
• Для Sn/Sn²⁺: E°(Sn²⁺/Sn) = -0,14 В

Теперь подставим значения в формулу:

E° = E°(катод) - E°(анод)

Где:

• E°(катод) = E°(Sn²⁺/Sn) = -0,14 В
• E°(анод) = E°(Pb²⁺/Pb) = -0,13 В

Таким образом, мы имеем:

E° = (-0,14) - (-0,13) = -0,14 + 0,13 = -0,01 В

6. Коррекция на концентрацию:

Для расчета ЭДС с учетом концентраций используем уравнение Нернста:

E = E° + (RT/nF) * ln(Q)

Где:

• R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К))
• T - температура в Кельвинах (обычно 298 К)
• n - количество электронов, участвующих в реакции (в нашем случае n = 2)
• F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)
• Q - реакционная степень (концентрации продуктов / концентрации реагентов)

Реакционная степень Q для данной реакции:

Q = [Pb²⁺]/[Sn²⁺] = (0,1)/(1) = 0,1

Теперь подставляем значения в уравнение Нернста:

E = -0,01 + (8,314 * 298 / (2 * 96485)) * ln(0,1)

После вычислений мы получим значение ЭДС.

Итог:

Мы составили схему работы гальванического элемента, записали уравнение токообразующей реакции и рассчитали ЭДС. Не забудьте подставить значения и провести окончательные вычисления для получения точного значения ЭДС.