Какое значение концентрации (С, моль/л) необходимо подставить в уравнение Нернста для металлического электрода, погружённого в раствор соли свинца (Pb^2) с заданным стандартным электродным потенциалом -0,3148 В?

Химия Колледж Электрохимия концентрация Нернст металлический электрод раствор соли свинца стандартный электродный потенциал Pb^2 химия 12 класс Новый

Для того чтобы определить значение концентрации и подставить его в уравнение Нернста для металлического электрода, погружённого в раствор соли свинца (Pb^2+), необходимо выполнить следующие шаги:

1. Понять уравнение Нернста. Уравнение Нернста описывает связь между потенциалом электрода и концентрацией и имеет следующий вид:
• E = E° - (RT/nF) * ln(Q),
2. где:
   • E - потенциал электрода (В),
   • E° - стандартный электродный потенциал (В),
   • R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
   • T - температура в Кельвинах (обычно 298 К),
   • n - количество электронов, участвующих в реакции (для Pb^2+ это 2),
   • F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль),
   • Q - реакционная степень (концентрация ионов).
3. Определить стандартный электродный потенциал. В данном случае стандартный электродный потенциал E° равен -0,3148 В.
4. Установить температуру. Предположим, что температура составляет 298 K (25 °C), так как это стандартные условия.
5. Подставить известные значения в уравнение Нернста. Мы хотим найти концентрацию Pb^2+, поэтому можем выразить Q как C (концентрация Pb^2+):
• Q = [Pb^2+].
6. Переписать уравнение Нернста с учетом Q:
• E = E° - (RT/nF) * ln([Pb^2+]).
7. Решить уравнение для концентрации: Подставим известные значения и решим уравнение для [Pb^2+].

Теперь, если мы знаем, какое значение потенциала E мы хотим получить (например, E = 0 В для стандартного состояния), мы можем подставить известные значения:

1. Подставим E = 0 В, E° = -0,3148 В, R = 8.314, T = 298 K, n = 2, F = 96485:
• 0 = -0,3148 - (8.314 * 298 / (2 * 96485)) * ln([Pb^2+]).
2. Упростим уравнение:
• ln([Pb^2+]) = -((0 + 0,3148) * (2 * 96485)) / (8.314 * 298).
• ln([Pb^2+]) = (0,3148 * 2 * 96485) / (8.314 * 298).
3. Теперь можно вычислить [Pb^2+] и найти его значение.

Таким образом, значение концентрации [Pb^2+] можно найти, используя вышеуказанные расчеты. Если вам известен потенциал E, подставьте его в уравнение и решите для концентрации.