Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишит

[Zn(2+)] = 0,001 моль/л
ЭДС = 0
Ео (Zn(2+)/Zn) = − 0,76 B
Ео (Fe(2+)/Fe) = − 0,441 B
В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Поскольку железо в электрохимическом ряду напряжений стоит правее, чем цинк, то железо имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем никель. Значит, в данном гальваническом элементе железный электрод будет катодом, а цинковый – анодом.
На аноде протекает процесс окисления металла, а на катоде – процесс восстановления металла.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Zn(0) - 2е → Zn(2+) │1 - процесс окисления на аноде
Катод (+) Fe(2+) + 2е → Fe(0) │1 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.
Zn + Fe(2+) → Fe + Zn(2+)
Схема гальванического элемента
А (-) | Zn | Zn(2+) || Fe(2+) | Fe | К (+)
Электродные потенциалы электродов по уравнению Нернста при 25 градусах С
Е (катода) = Е (Fe(2+)/Fe) = Ео (Fe(2+)/Fe) + (0,059/2)*lg[Fe(2+)] = − 0,441 + 0,0295*lg[Fe(2+)]
Е (анода) = Е (Zn(2+)/Zn) = Ео (Zn(2+)/Zn) + (0,059/2)*lg[Zn(2+)] = − 0,76 + 0,0295*lg0,001 = − 0,76 – 3*0,0295 = – 0,8485 В
По условию ЭДС гальванического элемента равна нулю.
Е = Е (катода) – Е (анода) = 0, тогда Е (катода) = Е (анода)
Получаем
− 0,441 + 0,0295*lg[Fe(2+)] = – 0,8485
lg[Fe(2+)] = (– 0,8485 + 0,441)/0,0295 = – 13,8
Молярная концентрация ионов Fe(2+)
[Fe(2+)] = 10^(– 13,8) = 1,58*10^(– 14) моль/л