Сборник задач и упражнений по химии. Лебедева М.И - 85 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Значения стандартных электродных потенциалов представлены в табл.
11.
11 Стандартные электродные потенциалы в водных растворах при 25
°С
Реакция
ϕ°, В
Реакция
ϕ°, В
K
+
+ е = K
–2,92
Fe
2+
+ 2 е = Fe
–0,44
Ва
2+
+ 2 е = Ва
–2,91
Cd
2+
+ 2 е = Cd
–0,40
Na
+
+ е = Na
–2,71
Ni
2+
+ 2 е = Ni
–0,25
Mg
2+
+ 2 е = Mg
–2,36
Pb
2+
+ 2 е = Pb
–0,13
Al
3+
+ 3 е = Al
–1,66
H
+
+ е = ½ H
2
0,00
Mn
2+
+ 2 е = Mn
–1,18
Cu
2+
+ 2 е = Cu
0,34
Zn
2+
+ 2 е = Zn
–0,76
Ag
+
+ е = Ag
0,80
Cr
3+
+ 3 е = Cr
–0,74
Hg
2+
+ 2 е = Hg
0,85
П р и м е р 118 Составьте схему, напишите электронные уравнения
электродных процессов и вычислите э.д.с. магниево-цинкового гальваниче-
ского элемента, в котором [Mg
2+
] = [Zn
2+
] = 1 моль/дм
3
. Какой металл явля-
ется анодом, какой катодом?
Решение Схема данного гальванического элемента:
(–) Mg Mg
2+
Zn
2+
Zn (+).
Магний имеет меньший потенциал (–2,37 В) и является анодом, на ко-
тором протекает окислительный процесс
+
→−
2
Mge2Mg
D
. Цинк, потен-
циал которого –0,76 В – катод, т.е. электрод на котором протекает восста-
новительный процесс
D
Zne2Zn
2
→+
+
. Уравнение окислительно-
восстановительной реакции, которая лежит в основе работы данного галь-
ванического элемента, можно получить, сложив электронные уравнения
анодного и катодного процессов
ZnMgZnMg
22
+=+
++
. Для определения
э.д.с. гальванического элемента из потенциала катода следует вычесть по-
тенциал анода. Так как концентрация ионов в растворе равна 1 г-ион/дм
3
,
то э.д.с. элемента равна разности стандартных электродных потенциалов
двух его электродов.
Поэтому
(
)
.B611372760э.д.с.
/MgMg/ZnZn
22
,,, =−−−=ϕ−ϕ=
++
DD
П р и м е р 119
Гальванический элемент состоит из металлического
цинка, погруженного в 0,1 М раствор нитрата цинка, и металлического
свинца, погруженного в 0,02 М раствор нитрата свинца. Вычислите э.д.с.
элемента, напишите уравнения электродных процессов, составьте схему
элемента.
Решение Чтобы определить э.д.с. элемента, необходимо вычислить
электродные потенциалы. Для этого находим значения стандартных элек-
тродных потенциалов систем Zn
2+
/Zn (–0,76 В) и Pb
2+
/Pb (–0,13 В), а затем
рассчитываем значения
ϕ по уравнению Нернста:
(
)
сn lg0,059/+ϕ=ϕ
D
, (6.3.2)
где ϕ
о
– стандартный электродный потенциал; n – число электронов, при-
нимающих участие в процессе;
с – концентрация (при точных вычислениях
– активность) гидратированных ионов металла в растворе, моль/дм
3
, т.е.:
()
B79,01030,076,01,0lg
2
059,0
76,0
/ZnZn
2
−=−+−=+−=ϕ
+
;
()
B18,07,1030,013,002,0lg
2
059,0
13,0
Pb/Pb
2
−=−+−=+−=ϕ
+
.
Находим э.д.с. (
Е) элемента:
(
)
B.61,079,018,0
Zn/ZnPb/Pb
22
=
−
−
=
ϕ
−
ϕ=
++
E

Страницы