Домашние задания: Химия

Химия помгите, пожалуйста.

Составить химический гальванический элемент, ЭДС которого при единичных концентрациях потенциалопределяющих ионов равна 0,8 В. Как изменится значение ЭДС, если концентрация Men+ у анода будет уменьшена до 0.001 моль/л? Написать электродные процессы.
IE
Irina Ermanov
273
Для создания гальванического элемента с ЭДС 0,8 В при единичных концентрациях потенциалопределяющих ионов можно использовать следующую схему:

Анод (окислительная полуреакция): Men+ (1 M) → Men+ (0,001 M) + ne- Катод (восстановительная полуреакция): Xn+ (1 M) + ne- → Xn+ (1 M)

Обозначение «Men+» представляет собой ион металла, который действует как анодный электрод, тогда как «Xn+» представляет ион металла, который действует как катодный электрод. Строчная буква «e-» обозначает электрон.

Суммарная клеточная реакция может быть записана как: Men+ (1 М) + Xn+ (1 М) → Men+ (0,001 М) + Xn+ (1 М)

Чтобы определить, как изменение концентрации Men+ на аноде влияет на ЭДС, нам необходимо знать стандартные восстановительные потенциалы (E°) Men+ и Xn+. Без этой информации мы не можем рассчитать точную ЭДС. Однако мы можем сделать общее наблюдение.

В гальваническом элементе ЭДС зависит от разности восстановительных потенциалов между анодной и катодной полуреакциями. При уменьшении концентрации Men+ на аноде с 1 М до 0,001 М ожидается снижение ЭДС.

Обратите внимание, что для получения точных расчетов и точного значения ЭДС вам потребуются конкретные значения стандартных восстановительных потенциалов для Men+ и Xn+.
Татьяна Логунова
Татьяна Логунова
1 078
Лучший ответ
Для составления химического гальванического элемента с заданной ЭДС, мы должны выбрать соответствующие вещества в качестве анода и катода, которые будут взаимодействовать и создавать разность потенциалов.

Дано, что ЭДС элемента при единичных концентрациях потенциалопределяющих ионов равна 0,8 В. Это означает, что при этих условиях разность потенциалов между анодом и катодом равна 0,8 В.

Поскольку нам не даны конкретные ионы, мы можем выбрать произвольные. Для примера, возьмем анод с ионами меди (Cu2+) и катод с ионами цинка (Zn2+). Оба иона имеют однозарядное положение.

Электродные процессы будут выглядеть следующим образом:

Анод: Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e^-

Катод: Zn2+(aq) + 2e^- → Zn(s)

Общая реакция: Cu(s) + Zn2+(aq) → Cu2+(aq) + Zn(s)

Теперь, чтобы определить, как изменится значение ЭДС при уменьшении концентрации Cu2+ у анода до 0,001 моль/л, мы можем использовать уравнение Нернста:

E = E° - (RT/nF) * ln(Q)

где:
E - ЭДС элемента с измененной концентрацией (искомое значение),
E° - стандартный потенциал элемента (0,8 В),
R - газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
T - температура в Кельвинах (обычно принимается комнатная температура, около 298 К),
n - количество электронов, участвующих в реакции (для данного примера равно 2),
F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль),
ln - натуральный логарифм,
Q - отношение активностей или концентраций продуктов и реагентов.

Поскольку концентрация Cu2+ у анода равна 0,001 моль/л, а концентрация Zn2+ у катода остается единичной (1 моль/л), мы можем записать Q для данного случая как [Cu2+]/[Zn2+]. Тогда:

Q = [Cu2+]/[Zn2+] = (0,001)/(1) = 0,001

Теперь мы можем подставить все значения в уравнение Нернста и

вычислить новое значение ЭДС (E):

E = 0,8 - (8,314 * 298 / (2 * 96 485)) * ln(0,001) ≈ 0,748 В

Таким образом, при уменьшении концентрации Cu2+ у анода до 0,001 моль/л, значение ЭДС уменьшается до около 0,748 В.
Zuhra Rozmetova
Zuhra Rozmetova
26 256