Условие задачки:
Гальванический элемент составлен из стандартного никелевого электрода и железного электрода. ЭДС элемента составляет 0,32 В. Рассчитать концентрацию ионов Fе2+ в растворе. Написать уравнения электродных процессов.
Естественные науки
Ребят помогите с химией! ! Какой получится расчёт концентрации ионов Fe2+ в растворе? Какое получится уравнение?
ЭДС = 0,32 В
E(Ni(2+)/Ni) = Eº(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B
Еº(Fe(2+)/Fe) = − 0,441 B
В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающий меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.
Поскольку никель в электрохимическом ряду напряжений стоит правее, чем железо, то никель имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем железо. Значит, в гальваническом элементе железный электрод будет анодом, а никелевый – катодом.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Fe(0) - 2е → Fe(2+) │1 - процесс окисления на аноде
Катод (+) Ni(2+) + 2е → Ni(0) │1 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.
Fe + Ni(2+) → Fe(2+) + Ni
Электродные потенциалы анода и катода по уравнению Нернста при 298 градусах Кельвина
Е (анода) = Е (Fe(2+)/Fe) = Еº(Fe(2+)/Fe) + (0,059/2)*lg[Fe(2+)] = − 0,441 + 0,0295*lg[Fe(2+)]
Е (катода) = Е (Ni(2+)/Ni) = Eº(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B
По условию ЭДС гальванического элемента.
Е = Е (катода) – Е (анода) = 0,32 В
Тогда
(– 0,234) – (− 0,441 + 0,0295*lg[Fe(2+)]) = 0,32
lg[Fe(2+)] = – (0,32 + 0,234 – 0,441)/0,0295 = – 3,83
Молярная концентрация ионов Fe(2+)
[Fe(2+)] = 10^(– 3,83) = 1,48*10^(-4) моль/л = 1,48*10^(-4)M
Поскольку стандартному никелевому электроду соответствует молярная концентрация ионов никеля равная 1 моль/л [Ni(2+)] = 1M, то схема гальванического элемента с учетом концентраций ионов Fe(2+) и Ni(2+)
А (-) Fe | Fe(2+) (1,48*10^(-4)M) || Ni(2+) (1M) | Ni К (+)
E(Ni(2+)/Ni) = Eº(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B
Еº(Fe(2+)/Fe) = − 0,441 B
В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающий меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.
Поскольку никель в электрохимическом ряду напряжений стоит правее, чем железо, то никель имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем железо. Значит, в гальваническом элементе железный электрод будет анодом, а никелевый – катодом.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Fe(0) - 2е → Fe(2+) │1 - процесс окисления на аноде
Катод (+) Ni(2+) + 2е → Ni(0) │1 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.
Fe + Ni(2+) → Fe(2+) + Ni
Электродные потенциалы анода и катода по уравнению Нернста при 298 градусах Кельвина
Е (анода) = Е (Fe(2+)/Fe) = Еº(Fe(2+)/Fe) + (0,059/2)*lg[Fe(2+)] = − 0,441 + 0,0295*lg[Fe(2+)]
Е (катода) = Е (Ni(2+)/Ni) = Eº(Ni(2+)/Ni) = – 0,234 B
По условию ЭДС гальванического элемента.
Е = Е (катода) – Е (анода) = 0,32 В
Тогда
(– 0,234) – (− 0,441 + 0,0295*lg[Fe(2+)]) = 0,32
lg[Fe(2+)] = – (0,32 + 0,234 – 0,441)/0,0295 = – 3,83
Молярная концентрация ионов Fe(2+)
[Fe(2+)] = 10^(– 3,83) = 1,48*10^(-4) моль/л = 1,48*10^(-4)M
Поскольку стандартному никелевому электроду соответствует молярная концентрация ионов никеля равная 1 моль/л [Ni(2+)] = 1M, то схема гальванического элемента с учетом концентраций ионов Fe(2+) и Ni(2+)
А (-) Fe | Fe(2+) (1,48*10^(-4)M) || Ni(2+) (1M) | Ni К (+)
а покажи расчет ЭДС этих электродов
Похожие вопросы
- опредилить концентрацию ионов ОН, величину рН и среду раствора, если концентрация ионов водорода Н равна 10^-10 моль/л
- Помогите.Расскажите как решать задачу на концентрацию растворов ( математика)
- Определите концентрацию ионов водорода при которой можна наиболее полно осадить ионы Zn2+ с помощью H2S.Привести решение
- ПОМОГИТЕ С ХИМИЕЙ!!!! Раствор электролита подвергается электролизу...
- помогите по химии)) ) Составить уравнение реакций всех способов полученя и уравнения реакций хим. свойств для: CaOH; HCl.
- Электричество, что это за частицы или атомы? Например химики говорят, что это не электроны. За ионы читал в растворах.
- помогите с Химией, завтра контрольная, прошу!! ! 10 класс
- Помогите с Химией
- Помогите с химией ПОЖАЛУЙСТА!!!
- помогите с химией!викторина!