со стандартным давлением хлора и концентрацией ионов Ct- 0.1 моль/л . составить схему элемента. Какие процессы протекают на его электродах? чему равна его э. д. с
[Cd(2+)] = 10^(-4) моль/л
[Cl(-)] = 0,1 моль/л
p(Cl2) = 1 атм
Хлорный электрод – газовый электрод первого рода по принципу действия схож с водородным электродом.
Хлорный электрод в качестве одного из компонентов электродной пары содержит газ Cl2, адсорбированный на химически инертном проводнике первого рода (обычно платина, покрытая платиновой чернью) . При контакте адсорбированного газа с раствором собственных ионов устанавливается равновесие.
Cl2 + 2e ↔ 2Cl(-)
В гальваническом элементе анодом становится окислительно-восстановительная система, обладающая меньшим значением электродного потенциала, а катодом – окислительно-восстановительная система с большим значением электродного потенциала.
Еo(Cl2/2Cl(-)) = + 1,358 В
Ео (Cd(2+)/Cd) = − 0,403 B
Поскольку Еo(Cl2/2Cl(-)) > Ео (Cd(2+)/Cd), то в данном гальваническом элементе анодом будет кадмиевый электрод, а катодом – хлорный.
Схема гальванического элемента
А (–) Cd | Cd(2+) (0,0001M) || Cl(-) (0,1M) | Cl2 (1атм) К (+)
На аноде протекает процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.
Анод (-) Cd – 2е = Cd(2+) | 1 – окисление
Катод (+) Cl2 + 2e = 2Cl(-) | 1 – восстановление
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальваническом элементе реакцию.
Cd + Cl2 = Cd(2+) + 2Cl(-)
Электродные потенциалы электродов по уравнению Нернста при 298 градусах К
Е (катода) = Е (Cl2/2Cl(-)) = Еo(Cl2/2Cl(-)) + (0,059/2)*lg p(Cl2) – 0,059*lg[Cl(-)] = + 1,358 + (0,059/2)*lg1 – 0,059*lg0,1 = + 1,358 + 0,0295*0 + 0,059*1 = 1,417 В
Е (анода) = Е (Cd(2+)/Cd) = Ео (Cd(2+)/Cd) + (0,059/2)*lg[Сd(2+)] = − 0,403 + 0,0295*lg0,0001 = − 0,403 − 0,0295*4 = − 0,521 B
ЭДС гальванического элемента
Е = Е (катода) – Е (анода) = + 1,358 − ( − 0,521) = 1,879 В
⇢