Электрохимия. Данько Е.Т - 18 стр.

15.   Вычислить ЭДС цепи: цинк│нитрат цинка (3,2 г/л)││нитрат цинка
      (1,5 г/л)│цинк, считая растворы диссоциированными на 97 и 99 % соот-
      ветственно.
16.   Вычислить ЭДС цепи, составленной из двух серебряных электродов, с
      концентрацией нитрата серебра 0,1 моль/л и 0,01 моль/л. При 25 С мо-
      лярная электропроводность 0,1 N раствора равна 109,3 См·см2·моль–1, а
      для 0,01 N раствора она равна 125,3 См·см2·моль–1.
17.   Вычислить ЭДС цепи: цинк│нитрат цинка (1,2 г/л)││нитрат цинка
      (0,5 г/л)│цинк, если молярная электропроводность растворов солей цинка
      равна соответственно 103,7 См·см2·моль–1 и 87,7 См·см2·моль–1.
18.   Написать уравнения реакций и рассчитать значения потенциалов кисло-
      родного электрода при стандартном давлении кислорода, рН = 1 и рН = 11.


      4. ТЕРМОДИНАМИКА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

      Ранее говорилось, что гальванический элемент позволяет получить элек-
трическую работу за счет энергии химической реакции. Максимальная работа
гальванического элемента (А) при превращении 1 моль вещества равна

                                  A = nFE ,                           (21)
где   E   – ЭДС элемента, В;
      n   – зарядность ионов;
      F   – постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль.
            1 фарадей электричества.
     В свою очередь, максимально полезная работа, которую может совершать
система при постоянном давлении, равна энергии Гиббса реакции:
                                   А = –∆G.                          (22)
      Тогда:                       ∆G = –nFE.                        (23)
      Таким образом, при известных значениях энергии Гиббса реакции можно
рассчитать величину Е и наоборот:
                                        ΔG
                                   E=−      .                        (24)
                                         nF
      Это уравнение превращения химической энергии в электрическую и об-
ратно. Для реакции, протекающей в общем виде
                                 aA + bB ↔ cC +dD,
изменение энергии Гиббса равно
                                                a cC ⋅ a dD
                               ΔG = ΔG − RT ln a b ,
                                        0
                                                                       (25)
                                                aA ⋅ aB
 где ΔG ο – стандартное изменение энергии Гиббса системы, кДж/моль;
         a in – активность ионов исходных веществ и продуктов реакции,
                моль/л.


18