Определите значение электродного потенциала меди, погруженной в 0,0005 н. Cu(NO3)2.

1)Эквивалентное число нитрата меди
z(Cu(NO3)2) = z(Cu)*x(Cu) = 2*1 = 2, где
z(Cu) = 2 – валентность меди в нитрате меди (II)
x(Cu) = 1 – число атомов меди нитрате меди (II)
Молярная концентрация нитрата меди
См (Cu(NO3)2) = Сн (Cu(NO3)2)/z(Cu(NO3)2) = 0,0005/2 = 0,00025
Уравнение Нернста для окислительно-восстановительной реакции при температуре 25 С
Cu(2+) + 2e = Cu
E(Cu(2+)/Cu) = Eo(Cu(2+)/Cu) + (0,059/2)*lg [Cu(2+)] = 0,337 + 0,03*lg 0,00025 = 0,337 - 0,108 = 0,229 B

2)Уравнение Нернста для окислительно-восстановительной реакции при температуре 25 С
Ni(2+) + 2e = Ni
E(Ni (2+)/Ni) = Eo(Ni(2+)/Ni) + (0,059/2)*lg [Ni (2+)] = – 0,250 + 0,03*lg 10^(-4) = – 0,250 + 0,03*(-4) = - 0,37 B
В гальваническом элементе катодом является окислительно-восстановительная система, имеющая больший потенциал восстановления, а анодом – система, имеющая меньший потенциал восстановления.
Поскольку
1,108 В > - 0,37 В, то есть
ЭДС > E(Ni (2+)/Ni) и
0,799 B > - 0,37 B, то есть
Eo(Ag(+)/Ag) > E(Ni (2+)/ Ni), где
Eo(Ag(+)/Ag) = 0,799 B
то катодом в данном гальваническом элементе является окислительно-восстановительная система Ag(+)/Ag, а анодом - окислительно-восстановительная система Ni /Ni(2+).
Катод (+) Ag(+) + e = Ag | 2
Анод (–) Ni + 2e = Ni(2+) | 1
Суммарная реакция в ионном виде
2Ag(+) + Ni = 2Ag↓ + Ni(2+)
ЭДС элемента
Е = Ек – Еа = E(Ag(+)/Ag) - E(Ni(2+)/Ni)
Отсюда
E(Ag(+)/Ag) = Е + E(Ni(2+)/Ni) = 1,108 + (- 0,37) = 0,738 В
Уравнение Нернста для окислительно-восстановительной реакции при температуре 25 С
Ag(+) + e = Ag
E(Ag(+)/Ag) = Eo(Ag(+)/Ag) + 0,059*lg [Ag(+)] = 0,799 + 0,059*lg [Ag(+)] = 0,738 В
Отсюда
lg [Ag(+)] = [0,738 - 0,799]/0,059 ≈ - 1,0
Молярная концентрация ионов серебра в растворе.
[Ag(+)] = 10^(-1,0) = 0,1 моль/л