Общая химия. Семинарские и практические занятия. Торосян В.Ф - 253 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

255
Определим стандартное изменение энергии Гиббса
00
,Δ=−GnFE
где n − количество моль электричества, прошедшего в гальваническом элементе в
результате токообразующей реакции (в данном процессе n = 2), F = 96500 Кл
(число Фарадея)
ΔG° = −2 · 96500 · 0,558 = − 107694 Дж/моль. Из уравнения
0
lnΔ=−
a
GRTK определим
(
)
0
107694
ln 43,4676.
8,314 298
−
Δ
=− =− =
⋅
a
G
K
RT
Откуда
3+ 2+
2+ 4+
2
18
Cr Sn
2
Cr Sn
7,55 10 .
⋅
=⋅=
⋅
a
aa
K
aa
Для определения направления тока при указанных активностях участников
электродных процессов запишем изотерму реакции.
(
)
()
3+ 2+
2+ 4+
2
Cr Sn
2
Cr Sn
ln ln ,
⎛⎞
′′
⋅
⎜⎟
Δ=− −
⎜⎟
′
⋅
⎝⎠
a
aa
GRTK
aa
где а' − активности в процессе реакции.
()
2
0,1 0,001
8,314 298 43,4676 ln
0,001 0,1
8,314 298 43,4676 4,6052 96284 Дж/моль.
⎛⎞
⋅
Δ=− ⋅ − =
⎜⎟
⋅
⎝⎠
=− ⋅ − =−
G
ΔG < 0, реакция по-прежнему смещена в сторону продуктов, направление тока в
гальваническом элементе не изменится.
Пример 8.
Ток силой 2,5 A=
I
пропускали через водный раствор сульфата меди в
течение
37=t мин. Составьте схему электролиза, если анод выполнен из никеля.
Как изменится масса электродов, если выход по току
95%
η
=
.
Решение:
Сначала определим процессы, протекающие на аноде. Во-первых, в
электрическом поле к положительно заряженному аноду перемещаются
отрицательные ионы
2
4
SO
−
, во-вторых, могут подвергаться электрохимическому
окислению молекулы воды и в-третьих, может окисляться в ходе электролиза
материал анода.
Составим стандартные электродные потенциалы возможных участников
анодного процесса:
2 22
22
428
000
OHO
Ni Ni SO S O
0,250 B; 1,229B; 2,01B.
ϕ
ϕϕ
+ −−
=− = =
Из нескольких возможных процессов будет протекать тот, осуществление
которого сопряжено с минимальной затратой энергии. Поэтому на аноде будут
окисляться восстановленные формы систем с наименьшим электродным
потенциалом, а именно происходит растворение никелевого анода
2
Ni 2e Ni .
+
−
=

Страницы