Електроден потенциал на метала

Задача 246. Потенциалът на сребърния електрод в разтвора на AgNO3 е 95% от стойността на неговия стандартен електронен потенциал. Каква е концентрацията на Ag + йони (mol / l). Отговор: 0,20 mol/l.Решение: Електродният потенциал на метал (E) зависи от концентрацията на неговите йони в разтвора. Тази зависимост се изразява с уравнението на Нернст:

E 0 - стандартен електроден потенциал на метала; n е броят на електроните, участващи в процеса; c е концентрацията на метални йони в разтвор на неговата сол (с точни изчисления, активност). Тъй като намаляването на потенциала на цинка е 0,015 V, тогава използвайки уравнението на Nernst, получаваме израз за изчисляване на концентрацията на Ag + йони в разтвора:

Отговор: 0,20 mol/l.

Задача 247. Начертайте диаграма, напишете електронните уравнения на електродните процеси и изчислетеЕМП на медно-кадмиев галваничен елемент, в който [Сd 2+ ] = 0,8 mol/l, а [Сu 2+ ] = 0,01 mol/l. Отговор: 0,68 V. Решение: Схема на този галваничен елемент:

Вертикалната линийка показва границата между метала и разтвора, а двете линийки показват границата между две течни фази - пореста преграда (или свързваща тръба, пълна с електролитен разтвор). Кадмият има по-нисък потенциал (-0,403 V) и е анодът, върху който протича процесът на окисление:

Cd 0 - 2 = Cd 2+ (1)

Мед, чийто потенциал е +0,34 V, катодът, т.е. електрод, върху който протича процесът на редукция:

Cu 2+ + 2 = Cu 0 (2)

Уравнението на редокс реакцията, характеризиращо работата на дадена галванична клетка, може да се получи чрез добавяне на електронните уравнения на анодния (1) и катодния (2) процес:

Cd 0 + Cu 2+ = Cd 2+ + Cu 0

Електродният потенциал на метал (E) зависи от концентрацията на неговите йони в разтвора. Тази зависимост се изразява с уравнението на Нернст:

E 0 - стандартен електроден потенциал на метала; n е броят на електроните, участващи в процеса; c е концентрацията на метални йони в разтвор на неговата сол (с точни изчисления, активност). Нека определим електродните потенциали на кадмий и мед при дадени концентрации:

За да се определиЕМП на галванична клетка, анодният потенциал трябва да се извади от катодния потенциал. Тъй като концентрацията на йони в разтвора е 1 mol/l, ЕМП на елемента е равна на разликата в стандартните потенциали на двата му електрода:

Отговор: 0,68 V.

Задача 248. Направете схеми на два галванични елемента, в единия от които медта ще бъде катод, а в другия - анод. Напишете за всеки от тези елементи електронните уравнения на реакциите, протичащи на катода и на анода. Решение: а) Схема на галваничен елемент, в който катод е медта:

Вертикалната линийка показва границата между метала и разтвора, а двете линийки показват границата между две течни фази - пореста преграда (или свързваща тръба, пълна с електролитен разтвор). Цинкът има по-нисък потенциал (-0,763 V) и е анодът, върху който протича процесът на окисление:

Zn 0 - 2 = Zn 2+ (1)

Мед, чийто потенциал е +0,34 V, катодът, т.е. електрод, върху който протича процесът на редукция:

Cu 2+ + 2 = Сu 0 (2)

Zn 0 + Cu 2+ = Zn 2+ + Cu 0

б) Галванична схемаелемент, в който медта е анод:

Медта има по-нисък потенциал (+0,34 V) и е анодът, върху който протича процесът на окисление:

Cu 0 - 2 = Cu 2+ (1)

Платина, чийто потенциал е +1,19 V, катодът, т.е. електрод, върху който протича процесът на редукция:

Т. 2+ + 2 = Т. 0 (2)

Сu 0 + Pt 2+ = Cu 2+ + Pt 0

Задача 249. При каква концентрация на Cu 2+ йони (mol/l) стойността на потенциала на медния електрод става равна на стандартния потенциал на водородния електрод? Отговор: 2,98. 10-12 mol/l..Решение: Определя се концентрацията на Cu 2+ йони, при която потенциалът на медния електрод е 0,00 V, получаваме:

Отговор: 2,98 . 10-12 mol/l.

Задача 250. Какъв вид галваничен елемент се нарича концентрация? Направете диаграма, напишете електронните уравнения на електродните процеси и изчислете ЕМП на галванична клетка, състояща се от пропуснати сребърни електроди: първият при 0,01 N, а вторият при 0,1 N. Разтвори на AgNO3. Отговор: 0,059 V. Решение: Галванична клетка, чиято работа се основава на различни концентрации на метални йони на катода и на анода, се нарича концентрационна клетка. Обикновено катодът и анодът са направени от един и същи метал, потопени в разтвори на техните соли с различна концентрация. Електродният потенциал на метал (E) зависи от концентрацията на неговите йони в разтвора. Тази зависимост се изразява с уравнението на Нернст:

E 0 - стандартен електроден потенциал на метала; n е броят на електроните, участващи в процеса; c е концентрацията на метални йони в разтвор на неговата сол (приточни изчисления – дейност). Нека определим електродните потенциали на сребърните електроди при различни концентрации на сребърни йони Ag +, получаваме:

Веригата на галваничния елемент ще изглежда така:

За да се определи ЕМП на галванична клетка, анодният потенциал трябва да се извади от катодния потенциал, получаваме: