Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Пример решения 6.2




Запишите реакции, протекающие на катоде и аноде.

Составьте схему гальванического элемента.

6.2.3. Рассчитайте ЭДС 0) гальванического элемента и ΔG0298 протекающей реакции.

 

Гальванический элемент состоит из двух электродов и ионного проводника между ними. В качестве электродов используются металлы, уголь и другие вещества, обладающие электронной проводимостью (проводники I рода). Ионным проводником (проводником II рода) служат растворы или расплавы электролитов. Для обеспечения работы гальванического элемента, электроды соединяют друг с другом металлическим проводником, называемым внешней цепью. В качестве ионного проводника используется «соляный мостик», заполненный, например, насыщенным раствором KCl.

6.2.1. Рассмотрим гальванический элемент, состоящий из двух металлов, например, Al и Ni, погруженные в растворы собственных солей. Заданный гальванический элемент может быть представлен схемой:

 

 
 

 


Схема гальванического элемента также может быть записана в виде:

 

Одинарной вертикальной чертой показана граница между металлом и электролитом, а двойной – граница между электролитами.

Пользуясь данными Приложения 3, выписываем значения стандартных электродных потенциалов для каждого электрода:

 

= –1,66 В; = –0,25 В.

 

Сопоставление значений электродных потенциалов показывает, что большее количество электронов находится на поверхности алюминиевого электрода, поэтому на схеме гальванического элемента слева ставим знак (–), а никелевый электрод по сравнению с алюминиевым является более положительным, поэтому справа ставим знак (+). При замыкании внешней цепи электроны начинают переходить от алюминиевого электрода к никелевому, что на схеме указывается в виде стрелки сверху.

6.2.2. Учитывая, что электроны по внешней цепи движутся от восстановителя к окислителю и процесс отдачи электронов приводит к окислению, а приём электронов – к восстановлению, записываем реакции на электродах:

 

(–) анод: Al0 - 3 → Al3+ (окисление);

(+) катод: Ni2+ + 2→ Ni0 (восстановление).

 

Данные реакции протекают во внутренней цепи гальванического элемента.

Далее проводим расчет электродных потенциалов с учетом заданных концентраций растворов, например 0,001 моль/л.

 

 

Для этого используем уравнение Нернста для металлического электрода:

= + lg [Mez+],

 

где – стандартный электродный потенциал,

z – количество электронов, участвующих в элементарном акте окисления или восстановления;

[Mez+] – концентрация ионов металла в растворе.



 

= -1,66 + lg (0,001) = -1,66 + (-3) = -1,72 В.

 

= -0,25 + lg (0,001) = -0,25 + (-3) = -0,34 В.

 

6.2.3. Проводим расчет ЭДС (ε) гальванического элемента и ΔG протекающей в нем реакции, помня, что z берется с учетом электронного баланса:

ε = φок. - φвосст. = -0,34 - (-1,72) = 1,38 В.

 

ΔG= -zFε = -6×96500×1,38×10-3 = -799 кДж.

Так как значение ΔG< 0, то процесс в данном гальваническом элементе термодинамически вероятен.

 

Задание 6.3. Составьте схемы электролиза и рассчитайте массу металла, выделяющегося на катоде по приведенным данным (табл. VI.3) при 3-х разных условиях его проведения:





Дата добавления: 2014-10-23; Просмотров: 209; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2018) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление ip: 54.224.89.34
Генерация страницы за: 0.003 сек.