Составить схему гальванического элемента

ЭДС = Е катода - Е анода
в г.э. катодом явл. электрод, имеющий больший потенциал, анодом - меньший потенциал
E°Al3+/Al = -1.663 B
E°Cu2+/Cu = +0.337 B -табл.величины
E= E° + (0.059/z)*lg[Mez+] - ур. Нернста при 298К
при [Al3+] = 1моль/л EAl3+/Al = Е°= -1.663 B - анод
при [Cu2+] = 1моль/л ECu2+/Cu = Е° = +0.337 -катод
ЭДС = 0,337 - (-1,663) ~ 2,0 В
на схеме анод слева, катод справа
(-) Al |Al3+ 1M || Cu2+ 1M| Cu (+)
на катоде восстановление Cu2+ + 2e = Cu
на аноде окисление Al -3e = Al3+

Схема гальванического элемента:
___________________________________________
| |
| Алюминиевый электрод | раствор соли Аl |
|________________________|__________________|
| |
| Медный электрод | раствор соли Cu2+|
|________________________|__________________|

Уравнения электродных реакций:
Алюминиевый электрод: Al → Al3+ + 3e-
Медный электрод: Cu2+ + 2e- → Cu

Общее уравнение гальванической реакции:
Al + Cu2+ → Al3+ + Cu

ЭДС гальванического элемента можно вычислить с помощью уравнения Нернста:

E = E0 - (RT/nF)ln(Q)

где E0 - потенциал стандартного водородного электрода (равен 0 В), R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль*К)), T - температура в Кельвинах, n - количество электронов, участвующих в реакции (3 для алюминиевого электрода и 2 для медного), F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/(моль)). Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов.

Q = [Al3+] / [Cu2+]

Концентрация реагентов по условию задачи 1 моль/л, поэтому Q = 1.

Температура по условию задачи не указана, примем ее равной 298 К.

E = 0 - (8,31*298/(3*96485))ln(1) ≈ -1,46 В

Ответ: ЭДС гальванического элемента, состоящего из алюминиевого электрода, погруженного в раствор соли алюминия с концентрацией 1 моль/л и медного электрода, погруженного в раствор соли меди II с концентрацией 1 моль/л, составляет -1,46 В.