Форум химиков на сайте ХимЛаб

СhemistLab.ru

Главная | 1. Составление гальванических элементов, расчет ЭДС - Форум | Регистрация | Вход
Среда
26.04.2017
05:12
Гостевая книга
Информация о сайте
Приветствую Вас Гость |
[ Новые сообщения · Участники · Администрация · Правила форума · Поиск · Таблица Менделеева ]

Страница 1 из 11
Форум » Химическое образование » Типовые задачи и решения по электрохимии » 1. Составление гальванических элементов, расчет ЭДС
1. Составление гальванических элементов, расчет ЭДС
lascheggiaДата: Вторник, 13.11.2012, 19:33 | Сообщение # 1
Группа: Администраторы
Сообщений: 3846
Статус: Offline
Задание
Требуется составить схемы гальванических элементов, в одном из которых медь была бы катодом, а в другом анодом, записать уравнения катодных и анодных процессов, рассчитать ЭДС при концентрациях катионов меди и второго металла 0,1 моль/л и 0,2 моль/л соответственно, указать направление движения электронов и электрического тока.
Решение
Рассмотрим расположение меди в электрохимическом ряду напряжений металлов:

__Li____K____Na___Mg___Al____Ti___Mn___Zn_____Cr___Fe___Cd____Co____Ni___Sn___Pb___H2____Sb___Cu___Ag____Pd___Pt___Au
-3,04_-2,93_-2,71_-2,36_-1,66_-1,63_-1,18_-0,76__-0,74_-0,44_-0,40__-0,28_-0,25_-0,14_-0,13__0,00__0,24__0,34__0,80__0,99__1,20_1,50

В первом случае медь должна иметь по сравнению с другим металлом больший потенциал, во втором – меньший. Данным условиям удовлетворяют, например, железо (-0,44 В < 0,34 В) и серебро (0,34 В < 0,80 В) соответственно.

Схемы гальванических элементов и электродные реакции:

анод ( - ) Fe | Fe2+ (0,2 М) || Cu2+ (0,1 М) | Cu ( + ) катод
Анодная реакция: Fe = Fe2+ + 2e
Катодная реакция: Cu2+ + 2e = Cu
Суммарная реакция: Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+

анод ( - ) Cu | Cu2+ (0,1 М) || Ag+ (0,2 М) | Ag ( + ) катод
Анодная реакция: Cu = Cu2+ + 2e
Катодная реакция: Ag+ + e = Ag
Суммарная реакция: Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+

Для расчета ЭДС необходимо рассчитать потенциалы катода и анода по уравнению Нернста E = E0Me + (R • T / z • F) • ln [Mez+] = E0Me + (0,059 / z) • lg [Mez+],
где E0Me – стандартный потенциал металла, В
R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль•К
T – температура, К
z – число электронов, принимающих участие в электродной реакции
F – число Фарадея, Кл/моль
Mez+ – концентрация катионов металла, моль/л

ЭДС = Екатода – Еанода.
Для первого случая:
Екатода = 0,34 + (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,1] = 0,34 + (0,059 / 2) • lg [0,1] = 0,31 В
Еанода = -0,44 + (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,2] = -0,44 + (0,059 / 2) • lg [0,2] = -0,46 В
ЭДС = 0,77 В
Для второго случая: Екатода = 0,80 + (8,31 • 298 / 1 • 96500) • ln [0,2] = 0,80 + (0,059 / 1) • lg [0,2] = 0,76 В
Еанода = 0,34 + (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,1] = 0,34 + (0,059/ 2) • lg [0,1] = 0,31 В
ЭДС = 0,45 В

Движение электронов во внешней цепи – от анода к катоду, направление электрического тока – противоположное.


 data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"

>
 
lascheggiaДата: Суббота, 08.12.2012, 04:04 | Сообщение # 2
Группа: Администраторы
Сообщений: 3846
Статус: Offline
Внимание! Для моделирования гальванических элементов и расчетов ЭДС, а также для
проверки собственных расчетов можно воспользоваться on-line сервисом Гальванический элемент.
 
Форум » Химическое образование » Типовые задачи и решения по электрохимии » 1. Составление гальванических элементов, расчет ЭДС
Страница 1 из 11
Поиск:

lascheggia © 2012-2017
Бесплатный хостинг uCoz