Объяснение:
Составьте схему, напишите уравнения токообразующей и электродных реакций для гальванического элемента, у которого один из электродов – кобальтовый (сCo²⁺10⁻¹ моль/л), а другой – стандартный водородный. Рассчитайте ЭДС элемента при 298 К. Как изменится ЭДС, если концентрация ионов Co2+ уменьшить в 10 раз?
В данном гальваническом элементе кадмиевый электрод будет являться анодом, а стандартный водородный электрод - катодом.
Схема гальванического элемента:
(-)Cо │ Cо²⁺ ││ 2Н⁺ │Н₂(Pt) (+)
[Со²⁺]=0,1 моль/л [Н+]=1 моль/л
Вертикальная линия обозначает границу раздела между металлом и раствором, а двойная вертикальная линия – границу раздела между двумя жидкими фазами – двумя растворами электролитов.
Cтандартные значения электродных потенциалов φ( Со²⁺/Cо) и φ( 2Н⁺/Н₂) составляют соответственно
- 0,280 В и 0,000 В.
При работе гальванического элемента на аноде протекает процесс окисления кобальта: Со⁰ --> Cо²⁺ + 2 ē.
Электроны по проводнику переходят на водородный электрод, на котором протекает процесс восстановления ионов водорода: 2Н+ + 2ē = Н₂⁰.
Токообразующая реакция Co⁰ + 2H⁺ = Co²⁺ + H₂⁰
Для определения ЭДС элемента нужно из потенциала катода вычесть потенциал анода.
Тогда ЭДС данного элемента в стандартных условиях составит: 0,000 - (-0,280 ) = 0,280 В.
0,0591
φ Со²⁺/Со = φ⁰ Со²⁺/Со + ----------- × lg [Co²⁺] =
n
0,0591
- 0,280 B + ------------- lg 0,1 = - 0,3096 В
2
В этом случае ЭДС гальванического элемента составит:
0,000 - (-0,3096 ) = 0,3096 В.
Таким образом, ЭДС гальванического элемента возросла на 0,0296 В или примерно на 10%.
Популярные вопросы