Пример 4. Определить ЭДС гальванического элемента

Пример 3

Определить ЭДС гальванического элемента

(–) Ag | AgNO₃ (0,001 моль/л) || (0,1 моль/л) AgNO₃ | Ag (+).

В каком направлении будут перемещаться электроны по внешней цепи при работе этого элемента?

Решение. Стандартный электродный потенциал

= 0,80 В.

Найдем потенциалы серебряных электродов:

= 0,8 + 0,059(–3) = 0,62 В;

= 0,8 + 0,059(–1) = 0,74 В.

Вычислим ЭДС элемента:

ЭДС = Е _к – Е _а = = 0,74 – 0,62 = 0,12 В.

Процессы, проходящие при работе гальванического элемента:

Ag⁺ + 1 e ^– = Ag⁰ – реакция на катоде;

Ag⁰ – 1 e ^– = Ag⁺ – реакция на аноде.

Электроны будут перемещаться по цепи от анода к катоду.

Гальванический элемент составлен из стандартного цинкового электрода и хромового электрода, погруженного в раствор, содержащий ионы Cr³⁺. При какой концентрации ионов Cr³⁺ ЭДС этого элемента будет равна нулю?

Решение. Так как по условию задачи ЭДС равна нулю, то исходя из формулы (9.5.1) можно заключить, что электродные потенциалы катода и анода равны: .

Запишем уравнение Нернста для этих металлов и приравняем их:

= –0,76 + 0,030·(0)= –0,76 В;

=

= –0,74 + 0,0196 · lg[Cr³⁺];

–0,76 = –0,74 + 0, 0196 · lg[Cr³⁺].

Найдем искомую концентрацию ионов Сr³⁺:

lg[Cr³⁺] = – 1,02;

[Cr³⁺] = 10 ^–1,02 = 0,095.

Концентрация ионов Сr³⁺ составит 0,1 моль/л.

Дата добавления: 2014-11-06