Напишите принцип работы гальванического элемента, если анод из алюминия, а катод – их серебра.

Еº(Ag(+)/Ag) = + 0,799 В
E°(Al(3+)/Al) = – 1,66 B
См(Al2(SO4)3) = 0,02 моль/л
См(Ag2SO4) = 0,004 моль/л
ПР(Ag2SO4) = 1,2*10^(-5)
Поскольку в гальваническом элементе анод записывается слева, а катод – справа, то схема гальванического элемента
Al | Al2(SO4)3 (0,02 М) || Ag2SO4 (0,004) | Ag
На аноде протекает процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (–) Al – 3е = Al(3+) | 1 – окисление на аноде
Катод (+) Ag(+) + e = Ag↓ | 3 – восстановление
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.
Al + 3Ag(+) → Al(3+) + 3Ag↓
Уравнение реакции в молекулярном виде
2Al + 3Ag2SO4 → Al2(SO4)3 + 6Ag↓
Сульфат алюминия Al2(SO4)3 – растворимая в воде соль. Будем считать, что в растворе она полностью распадается на ионы.
Al2(SO4)3 ↔ 2Al(3+) + 3SO4(2-)
Тогда молярная концентрация ионов Al(3+)
[Al(3+)] = См(Al2(SO4)3) = 0,02 моль/л
Сульфат серебра Ag2SO4 – малорастворимая в воде соль. Чтобы определиться, будет ли она в растворе с данной молярной концентрацией полностью распадаться на ионы, найдем произведение концентраций.
Ag2SO4 ↔ 2Ag(+) + SO4(2-)
[SO4(2-)] = См(Ag2SO4) = 0,004 моль/л
[Ag (+)] = 2См(Ag2SO4) = 0,008 моль/л
Произведение концентраций
ПК = [SO4(2-)]*[Ag (+)]^2 = 0,004*0,008^2 = 0,000000256 = 2,56*10^(-7) < ПР
Следовательно, сульфат серебра при молярной концентрации 0,004 моль/л в растворе полностью распадется на ионы.
Электродные потенциалы анода и катода по уравнению Нернста при 298°К
Е(анода) = Еº(Al(3+)/Al) + (0,059/3)*lg[Al(3+)] = − 1,66 + 0,0197*lg 0,002 = − 1,66 + 0,0197*(–1,7) = − 1,693 B
Е(катода) = Еº(Ag(+)/Ag) + 0,059*lg[Ag(+)] = + 0,799 + 0,059*lg 0,008 = + 0,799 + 0,059*(–2,1) = + 0,676 B
ЭДС гальванического элемента
Е = Е(катода) – Е(анода) = + 0,676 − ( − 1,693) = 2,369 В

Молярные концентрации имеют размерность «моль/л». Размерность «моль» имеет количество вещества.