Еva Ba
Знаток
(417)
3 часа назад
Чтобы рассчитать изменение ЭДС (электродвижущей силы) в процессе работы гальванического элемента (Г.Э.) с учетом изменения концентрации ионов Ni²⁺, можно воспользоваться уравнением Нернста. Уравнение Нернста для данной полуреакции выглядит следующим образом:
\[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln \frac{a_{\text{ред}}}{a_{\text{ок}}} \]
где:
- \( E \) — потенциал полуреакции,
- \( E^0 \) — стандартный потенциал полуреакции,
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
- \( T \) — температура в Кельвинах,
- \( n \) — количество электронов, участвующих в реакции,
- \( F \) — постоянная Фарадея (96485 Кл/моль),
- \( a_{\text{ред}} \) — активность (или концентрация) восстановленной формы (в данном случае Ni²⁺),
- \( a_{\text{ок}} \) — активность (или концентрация) окисленной формы (в данном случае H⁺).
Для данной реакции мы берем стандартный потенциал для пары Ni²⁺/Ni. В вашем вопросе не указано значение стандартного потенциала \( E^0 \), поэтому предположим, что оно известно.
Также нужно учитывать, что концентрация ионов H⁺ в растворе будет зависеть от концентрации серной кислоты (H₂SO₄). При концентрации 0,01 н. (нормальная концентрация) можно считать, что концентрация H⁺ примерно равна 0,01 М.
Теперь, подставим значения концентраций:
1. Начальная концентрация Ni²⁺: 0,001 М.
2. Конечная концентрация Ni²⁺: 0,01 М.
При этом изменение ЭДС можно рассчитать по следующей формуле:
\[
\Delta E = E_{конечное} - E_{начальное}
\]
1. Рассчитайте \( E_{начальное} \) при \( [Ni^{2+}] = 0,001 \, \text{М} \).
2. Рассчитайте \( E_{конечное} \) при \( [Ni^{2+}] = 0,01 \, \text{М} \).
После чего вы сможете получить изменение ЭДС. Если вам известен стандартный потенциал для данной реакции, подставьте его в уравнение Нернста и выполните расчеты для обоих состояний. Не забудьте учесть 0,15 В, как потенциал перенапряжения водорода на золоте в расчетах ЭДС.
Ni°/Ni2+ // H,SO, 0,01н / H2, Au,
Потенциал перенапряжения и водорода на золоте равен 0,15 в.