| lascheggia | Дата: Суббота, 17.11.2012, 12:08 | Сообщение # 1 |
Группа: Администраторы
Сообщений: 4239
| Задание
Рассчитать ЭДС гальванического элемента, составленного из водородного медного электродов, погруженных соответственно в раствор соляной кислоты с концентрацией 0,1 М (среднеионный коэффициент активности принять равным 1) и раствор сульфата меди с концентрацией 0,1 М при нормальных условиях, составить схему и записать уравнения электродных процессов.
Решение
Водородному электроду соответствует обратимая электродная реакция 2H+ + 2e = H2, потенциал водородного электрода может быть рассчитан по формуле E2H+/H2 = E02H+/H2 + R • T / ( z • F ) • ln ( a2H+ / pH2 ). Активность a связана с концентрацией c через среднеионный коэффициент активности γ соотношением a = γ • c, соответственно, при γ = 1 вместо значения активности для расчета можно воспользоваться значением концентрации, то есть a = c. Поскольку степень диссоциации α соляной кислоты практически равна 100%, то cH+ = cHCl = 0,1 моль/л. При стандартных условиях давление водорода pH2 принимают равным 1 атм. С другой стороны показатель рН – функция активности или концентрации катионов водорода: pH = -lg (aH2) = -lg ( cH2 • γ ) = -lg [ H+ ].
Потенциал водородного электрода может быть рассчитан через pH: E2H+/H2 = E02H+/H2 + R • T / ( z • F ) • ln (a2 H+ / pH2 ) = 0,00 + 2, 3 • R • T / ( z • F ) • lg ( a2H+ ) = ( 0,059 / z ) • lg ( a2H+ ) = 0,059 • lg ( aH+ ) = -0,059 • pH.
E2H+/H2 = -0,059 • lg ( 0,1 ) = 0,059 В.
Потенциал медного электрода может быть рассчитан по по уравнению Нернста ECu/Cu2+ = E0Cu/Cu2+ + (R • T / z • F) • ln [Cu2+] = E0Cu/Cu2+ + (0,059 / z) • lg [Cu2+],
где E0Cu/Cu2+ – стандартный потенциал меди, В
R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль•К
T – температура, К
z – число электронов, принимающих участие в электродной реакции
F – число Фарадея, Кл/моль
[Cu2+] – концентрация катионов меди, моль/л
ECu/Cu2+ = 0,34 + (8,31 • 298 / 2 • 96500) • ln [0,1] = 0,34 + (0,059 / 2) • lg [0,1] = 0,31 В.
Анодом в данном случае является водородный электрод, поскольку его потенциал - наименьший.
ЭДС = Екатода - Еанода = 0,31 - 0,059 = 0,25 В.
Схема гальванического элемента:
анод ( - ) Pt, H2 | HCl (0,1 M) || CuSO4 (0,1 M) | Cu ( + ) катод
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
| |
| |
| |
| lascheggia | Дата: Суббота, 08.12.2012, 03:58 | Сообщение # 2 |
|
Группа: Администраторы
Сообщений: 4239
| ...
|
|
| |
| |
| |
