Физ химия, гальванические элементы, помогите пожалуйста разобраться в решении заданий
1. При каких условиях потенциал электрода будет стандартным?
2. Объясните причины возникновения диффузионного потенциала. Каким образом устраняют его влияние?
3. Напишите в ионной форме уравнение реакции, протекающей при работе никелево–цинкового элемента. Какой электрод будет отрицательным?
Рассчитайте ЭДС данного элемента при концентрации растворов солей равной
0,1 М и температуре 298 К. Стандартные потенциалы никелевого и цинкового
электродов равны –0,25 В и –0,76 В соответственно. (0,51 В)
4. ЭДС цепи, составленной из насыщенного каломельного электрода и
водородного электрода, опущенного в исследуемой раствор спинномозговой
жидкости, равна 0,678 В при 25 °С. Рассчитайте рН спинномозговой жидкости,
если потенциал насыщенного каломельного электрода равен 0,244 В. (7,36)
1) Когда активности и давления всех участников реакции равны 1
2) диффузионный потенциал возникает из-за разной скорости диффузии ионов в растворе, для его устранения, например, в ячейках, соединяющих ключом электродные пространства, заполняют этот ключ хлоридом калия. подвижноесть его катионов и ионов практически одинакова.
3) в таких задачах вначале рассчитывают потенциал каждого электрода. На цинковом электроде идет полуреакция Zn2+ + 2e- = Zn0, E = E0 + (RT/2F)*ln [Zn2+]. Если непонятно, откуда берется последнее выражение - пишите, скину.
Итак E = -0.76+(8.31*298/2*96500)*ln0.1 = -0.76 - 0.030 = - 0.79 В. На никелевом электроде идет полуреакция Ni2+ + 2e- = Ni0, E = E0 + (RT/2F)*ln [Ni2+]. E = -0.256+(8.31*298/2*96500)*ln0.1 = -0.25 - 0.030 = - 0.28 В. Дальше. Смотрим, у кого потенциал выше - это и будет катод, у кого ниже - анод. На катоде идет прямая реакция, на аноде обратная. Больше потенциал у никелевого электрода, значит, он и будет катодом, цинковый - анодом. Реакция в элементе: Ni2++Zn0 = Zn2+ + Ni0. ЭДС - это разница потенциалов между катодом и анодом. E = -0.28 - (-0.79) = 0.51 В.
4) Смотрим на таблицу потенциалов: у каломельного Е0 0.244 В, у водородного Е0 = 0 В. В этой ситуации есть подозрение, что каломельный электрод - катод, водородный - анод. Е = 0.678 В, Ек = 0.244 В, Еа = Ек - Е = 0.244 - 0.678 = -0.434 В. Для водородного электрода в отсутствии данных о давлении водорода будет Е = RT/F*ln[H+], ln [H+] = -16.912, [H+] = 4.52*10^(-8), pH = -lg [H+]= 7.34