Общая химия. Гуляева Н.А - 13 стр.

     Минимальное напряжение гальванического элемента, отвечающее
обратимому протеканию происходящей в нем реакции, называется
электродвижущей силой (ЭДС) элемента. ЭДС гальванического элемента
может быть представлена как разность двух электродных потенциалов,
каждый из которых отвечает полуреакции, протекающей на одном из
электродов. Зависимость электродного потенциала от концентраций веществ,
участвующих в электродных процессах и от температуры выражается
уравнением Нернста:
                                Е=Ео+RT . ln[Men+],
                                      nF
     о
где Е – стандартный электродный потенциал (справочные данные);
R- универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/град;
F- постоянная Фарадея, равная 96500 кулонов; Т-температура (для условия
298К); n – число электронов, участвующих в реакции.
     Подставляя известные величины и переходя к десятичному логарифму
получим следующее уравнение:
                               Е=Ео+0,059 . lg[Men+].
                                      n
     Пример 1. Гальванический электролит состоит из металлического цинка,
погруженного в 0,1М раствора нитрата цинка, и металлического свинца,
погруженного в 0,02 М раствор нитрата свинца. Вычислите ЭДС элемента,
напишите уравнения электродных процессов, составьте схему элемента.
     Решение.
     По уравнению Нернста рассчитываем электродные потенциалы
металлов, учитывая, что Ео для цинка и свинца соответственно равны –0,76 и
–0,13 В:
                        Е(Zn)=-0,76+0,059 . lg0,1 = - 0,79 В;
                                       2
                       Е(Pb)=-0,13 +0,059 . lg0,02 = - 0,18 В.
                                        2
     Поскольку Е(Pb)> Е(Zn), то на свинцовом электроде будет происходить
восстановление Рb2++2е → Рb0, т.е. он будет служить катодом. На цинковом
электроде будет протекать процесс окисления: Zn0→ Zn2++ 2e и этод
электрод будет являться анодом. ЭДС элемента рассчитывается как разность
электродных потенциалов катода и анода:
                       Ео=Е(Pb)-E(Zn) =-0,18-(-0,79)=0,61 В.
Схема гальванического элемента имеет вид:
                     (-) Zn | Zn(NO3)2 || Pb(NO3)2 | Pb (+).

    Задачи.
    1.Магниевую пластинку опустили в раствор соли магния. Электродный
потенциал магния оказался равен-2,41 В. Вычислить концентрацию ионов
магния в г-ион/л.
                                    13