Составьте схему, напишите уравнение электродных процессов и суммарный реакций,
рассчитать для 25 (градусов) С ЭДС элемента, у которого один электрод цинковый с [Zn^2+]=10^-2 моль/г, а второй - водородный при стандартном давлении водорода и рН=2
ЗЫ буду благодарен за любую помощь...
[Zn(2+)] = 10^(-2) моль/л = 0,01 моль/л
T = 273 + 25 = 298 K
p(H2) = 1атм
рН = 2
Еº(Zn(2+)/Zn) = − 0,76 B
Еº(2Н (+)/Н2) = 0 В
В гальваническом элементе анодом становится электрод, имеющий меньший электродный потенциал восстановления, а катодом – электрод с большим электродным потенциалом восстановления. Цинк в электрохимическом ряду напряжений стоит до водорода, значит, имеет меньший электродный потенциал восстановления, чем водород. Следовательно, цинковый электрод в этом гальваническом элементе будет анодом, а водородный электрод – катодом.
На аноде происходит процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Zn(0) – 2e → Zn(2+) | 1 – окисление на аноде
Катод (+) 2H(+) + 2e → H2↑ | 1 – восстановление на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которая в ионном виде выражает происходящую в элементе реакцию.
Zn(0) + 2H(+) → Zn(2+) + H2↑
Электродные потенциалы электродов по уравнению Нернста при 298 градусах К
Е (анода) = Еº(Zn(2+)/Zn) + (0,059/2)*lg[Zn(2+)] = − 0,76 + 0,0295*lg0,01 = − 0,76 + 0,0295*(– 2) = – 0,819 В
E(катода) = Еº(2Н (+)/Н2) + (0,059/2)*lg[H(+)]^2 – (0,059/2)*lg p(H2) = Еº(2Н (+)/Н2) – 0,059pH – 0,0295*lg p(H2) = 0 – 0,059*2 – 0,0295*lg1 = – 0,118 B
ЭДС гальванического элемента
Е = Е (катода) – Е (анода) = – 0,118 − ( − 0,819) = 0,701 В
Схема гальванического элемента
А (-) Zn | Zn(2+) (0,01М) || H(+) (рН = 2) | H2 (1 атм) , Pt K(+)
По правилам в схеме гальванического элемента анод записывается слева, а катод – справа.
Пояснения по электродному потенциалу водородного электрода.
Уравнение Нернста для водородного электрода при 298 градусах К
В уравнении заменяем активность молекулярного водорода его парциальным давлением, а активность ионов водорода – их молярной концентрацией, а отрицательный десятичный логарифм от молярной концентрации ионов водорода есть ничто иное, как водородный показатель рН.
pH = -lg[H(+)]
⇢