Электрохимия. Данько Е.Т - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ им. Невельского | Владивосток

Составители: 

Рубрика: 

16
B. 0,990,2361,2340,059
lg1 0,01471,23pH 4
4
0,059
p lg 7 0,0141,23E
2
2
2
O
ОН
О
=−=⋅−
−+=⋅−+=
На цинковом электроде протекает реакция
Zn – 2ē → Zn
2+
.
Потенциал цинкового электрода по уравнению Нернста равен
B. 0,88lg10
2
0,059
0,76a lg
n
0,059
ΕΕ
4
Me
/ZnZn
0
/ZnZn
n
02
02
−=+−=+=
−
+
+
+
Как видно цинковый электрод, имея меньшее значение потенциала, явля-
ется анодом, а кислородный электрод – катодом. Суммарная реакция в элемен-
те описывается уравнением
О
2
+ 2Zn + 4Н
+
→ 2Zn
2+
+ 2Н
2
О.
ЭДС элемента равна разности потенциалов катода и анода:
ЭДС = 0,99 + 0,88 = 1,87 В.
Задача 2. ЭДС цепи, составленной из серебряного электрода, погружен-
ного в 0,1 N раствор нитрата серебра, и бромидсеребряного электрода, в 0,1 N
растворе бромида калия, равна 0,65 В. Вычислить растворимость и произведе-
ние растворимости бромида серебра, если степень диссоциации нитрата се-
ребра равна 0,82, бромида калия – 0,85, а для насыщенного раствора бромида
калия – 1.
Решение. В задаче рассматривается концентрационная цепь. Уравнение
Нернста для концентрационного элемента имеет вид
1
2
c
a
c
a
ln
nF
RT
E =
. Подставляя
имеющиеся данные, получим:
1
c
a
0,820,1
lg
1
0,059
⋅
= 0,65 В.
lgс
1
= lg 0,082 – 0,65 / 0,059 = 13,8938; с
Ag+
=7,83·10
–13
моль/л,
с
Br–
= 0,1·0,85 = 0,085 моль/л.
Произведение растворимости равно произведению равновесных кон-
центраций ионов малодиссоциирующего вещества: ПР
AgBr
= с
Ag+
·с
Br–
=
= 7,83·10
–13
·0,085 = 6,65·10
–14
моль
2
/л
2
.
Так как в чистой воде концентрация ионов серебра равна концентрации
бромид-ионов, т. е. растворимости, следовательно:
714
-BrAgAgBr
102,58106,65ПРcc c
−−
+
⋅=⋅==⋅= моль/л.
Задачи
1. Рассчитать ЭДС элемента, составленного из цинкового и серебряного
электродов, погруженных в растворы собственных солей, с активностью
ионов серебра 10
–3
моль/л и активностью ионов цинка 0,01 моль/л. 
                                                        0,059
             EО           = 1,23 + 0,014 7 lg p O −             ⋅ 4 pH = 1,23 + 0,0147 lg1 −
                  2
                     Н О
                      2
                                                2
                                                             4
             − 0,059 ⋅ 4 = 1,23 − 0,236 = 0,99 B.
      На цинковом электроде протекает реакция
                                               Zn – 2ē → Zn2+.
      Потенциал цинкового электрода по уравнению Нернста равен
                                           0,059                        0,059
       Ε Zn 2 + /Zn 0 = Ε 0 Zn 2 + /Zn 0 +       lg a Me + n = −0,76 +        lg10 − 4 = −0,88 B.
                                             n                            2
      Как видно цинковый электрод, имея меньшее значение потенциала, явля-
ется анодом, а кислородный электрод – катодом. Суммарная реакция в элемен-
те описывается уравнением
                                     О2 + 2Zn + 4Н+ → 2Zn2+ + 2Н2О.
ЭДС элемента равна разности потенциалов катода и анода:
                                         ЭДС = 0,99 + 0,88 = 1,87 В.
      Задача 2. ЭДС цепи, составленной из серебряного электрода, погружен-
ного в 0,1 N раствор нитрата серебра, и бромидсеребряного электрода, в 0,1 N
растворе бромида калия, равна 0,65 В. Вычислить растворимость и произведе-
ние растворимости бромида серебра, если степень диссоциации нитрата се-
ребра равна 0,82, бромида калия – 0,85, а для насыщенного раствора бромида
калия – 1.
      Решение. В задаче рассматривается концентрационная цепь. Уравнение
                                                                                      a
                                                                               RT       c
Нернста для концентрационного элемента имеет вид E =                               ln
                                                                                   2
                                                                                          . Подставляя
                                                                               nF a
                                                                                   1
                                                                                        c
                                              0,059 0,1 ⋅ 0,82
имеющиеся данные, получим:                          lg             = 0,65 В.
                                                1     1
                                                            ac
            lgс1 = lg 0,082 – 0,65 / 0,059 = 13,8938; сAg+=7,83·10–13 моль/л,
            сBr– = 0,1·0,85 = 0,085 моль/л.
      Произведение растворимости равно произведению равновесных кон-
центраций ионов малодиссоциирующего вещества: ПРAgBr = сAg+ ·сBr– =
= 7,83·10–13·0,085 = 6,65·10–14 моль2/л2.
      Так как в чистой воде концентрация ионов серебра равна концентрации
бромид-ионов, т. е. растворимости, следовательно:
               c AgBr = c Ag+ ⋅ c Br- = ПР = 6,65 ⋅ 10 −14 = 2,58 ⋅ 10 −7 моль/л.

                                                Задачи

 1.    Рассчитать ЭДС элемента, составленного из цинкового и серебряного
       электродов, погруженных в растворы собственных солей, с активностью
       ионов серебра 10–3 моль/л и активностью ионов цинка 0,01 моль/л.



16

Страницы