Химия. Сборник задач и упражнений. Часть II. Лямина Г.В - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

27
1,0lg
2
059,0
76,0]lg[
//
22
20
ZnZnZnZn
Zn
2
0,059
ЕЕ
= –0,76 + 0,030(–1)= –0,79 В,
02,0lg
2
059,0
13,0]lg[
//
22
20
PbPbPbPb
Pb
2
0,059
ЕЕ
= –0,13 + 0,03(–1,7) = –0,18 В.
Поскольку
/PbPb
2
Е
>
/ZnZn
2
Е , то на свинцовом электроде бу-
дет происходить восстановление, т. е. он будет служить катодом:
Pb
+2
+ 2e
–
= Pb
0
.
На цинковом электроде будет происходить процесс окис-
ления, т. е. этот электрод будет анодом:
Zn
0
– 2e
–
= Zn
2+
.
Находим ЭДС элемента:
ЭДС=
/PbPb
2
Е –
/ZnZn
2
Е
= –0,18 – (–0,79) = 0,61 В.
Схема гальванического элемента имеет следующий вид:
(–) Zn | Zn(NO
3
)
2
(0,1 моль/л) || (0,02 моль/л) Pb (NO
3
)
2
| Pb (+).
Пример 3
Определить ЭДС гальванического элемента
(–) Ag | AgNO
3
(0,001 моль/л) || (0,1 моль/л) AgNO
3
| Ag (+).
В каком направлении будут перемещаться электроны по
внешней цепи при работе этого элемента?
Решение. Стандартный электродный потенциал
0
/AgAg
Е
= 0,80 В.
Найдем потенциалы серебряных электродов:
001,0lg
1
059,0
8,0]lg[
/
1
/
Ag
0,059
0
AgAgAgAg
n
ЕЕ
= 0,8 + 0,059(–3) = 0,62 В;
1,0lg
1
059,0
8,0]lg[
/
2
/
Ag
0,059
0
AgAgAgAg
n
ЕЕ
= 0,8 + 0,059(–1) = 0,74 В.
28
Вычислим ЭДС элемента:
ЭДС =
Е
к
– Е
а
=
1
/
2
/AgAgAgAg
ЕЕ
= 0,74 – 0,62 = 0,12 В.
Процессы, проходящие при работе гальванического элемента:
Ag
+
+ 1e
–
= Ag
0
– реакция на катоде;
Ag
0
– 1e
–
= Ag
+
– реакция на аноде.
Электроны будут перемещаться по цепи от анода к катоду.
Пример 4
Гальванический элемент составлен из стандартного цин-
кового электрода и хромового электрода, погруженного в рас-
твор, содержащий ионы Cr
3+
. При какой концентрации ионов
Cr
3+
ЭДС этого элемента будет равна нулю?
Решение. Так как по условию задачи ЭДС равна нулю, то
исходя из формулы (9.5.1) можно заключить, что электродные
потенциалы катода и анода равны:
/ZnZn/CrCr
23
ЕЕ .
Запишем уравнение Нернста для этих металлов и прирав-
няем их:
1lg
2
059,0
76,0]lg[
//
22
20
ZnZnZnZn
Zn
0,059
n
ЕЕ
= –0,76 + 0,030·(0)= –0,76 В;
]lg[
3
059,0
74,0]lg[
//
33
330
CrCrCrCr
CrCr
0,059
n
ЕЕ
=
= –0,74 + 0,0196 · lg[Cr
3+
];
–0,76 = –0,74 + 0, 0196 · lg[Cr
3+
].
Найдем искомую концентрацию ионов Сr
3+
:
lg[Cr
3+
] = – 1,02;
[Cr
3+
] = 10
–1,02
= 0,095.
Концентрация ионов Сr
3+
составит 0,1 моль/л.
Пример 5
Написать уравнения процессов, происходящих при
электролизе раствора сульфата натрия с инертным анодом и

Страницы