Пример 2. Гальванический элемент состоит из металлического цинка,
погруженного в 0,1 М раствор нитрата цинка, и металлического свинца,
погруженного в 0,02 М раствор нитрата свинца. Вычислить Э. Д. С. элемента,
написать уравнения электродных процессов, составить схему элемента.
Решение: Чтобы определить Э. Д. С. элемента, необходимо вычислить
электродные потенциалы. Для этого находим в таблице значения стандартных
электродных потенциалов систем:
ϕ0 = −0,76 В
Zn 2 + / Zn
ϕ0
Pb 2 + / Pb
= −0,13 В, а затем рассчитываем значения ϕ по уравнению Нернста.
0,059
ϕ Zn = −0,76 +
2+ lg 0,1 = −0,76 + 0.030(−1) = −0,79 В
Zn
2
0,059
ϕ Pb = −0,13 +
2+ lg 0,02 = −0,13 + 0.030(−1,7) = −0,18 В.
Pb
2
Находим э. д. с. элемента:
Е = ϕ Pb - ϕ Zn = -0,18-(-0,79)=0,61В.
2+ 2+
Pb Zn
Поскольку ϕ Pb 2+ > ϕ Zn 2+ , то на свинцовом электроде будет происходить
Pb Zn
восстановление, т. е. он будет служить катодом:
Pb2+ +2e → Pb.
На цинковом электроде будет протекать процесс окисления
Zn – 2 e → Zn2+, т. е. этот электрод будет анодом. Схема рассматриваемого
гальванического элемента имеет следующий вид:
Zn/Zn(NO3)2 (0,1M)// Pb(NO3)2 (0,02M)/Pb.