Составьте 2 гальванических элемента, чтобы свинец был катодом и анодом. Напишите схемы г. э., электродные реакции, вычислите стандартное ЭДС г. э. и изменение энергии Гиббса реакции.

Объяснение:

Составьте 2 гальванических элемента, чтобы свинец был катодом и анодом. Напишите схемы г.э., электродные реакции, вычислите стандартное ЭДС г.э. и изменение энергии Гиббса реакции.

 В  гальваническом  элементе   более  активный  металл, с более  отрицательным  электродным  потенциалом  является  анодом.

Примем,  что  свинец  со  стандартным  электродным потенциалом  φ⁰(Pb²⁺/Pb⁰) =  - 0,126 В   - это катод,  а цинк  со  стандартным электродным потенциалом   φ⁰(Zn²⁺/Zn⁰) = - 0,762 B - анод

                      (-) Zn⁰  │Zn²⁺││Pb²⁺│Pb⁰ (+)

На  аноде (цинк)   протекает  процесс    Zn⁰   =      Zn²⁺  + 2ē  (реакция  окисления)

 Электроны  по  проводнику   переходят  на  свинцовый   катод,  где  протекает   реакция  восстановления:    Pb²⁺  + 2 ē   =  Pb⁰ .  

    Cтандартное  ЭДС   - 0,126 В - ( - 0,762 В) = 0,636 В

   Вычислим   изменение  энергии  Гиббса:

    ΔG°  = - n FΔE°  =  - 2 · 96500 · 0,636 = - 122748 Дж/моль или  - 122,7 кДж/моль

  Теперь  рассмотрим  другой  вариант,  когда  свинцовый электрод будет   анодом,  а  палладиевый   электрод  катодом .

Стандартный  электродный потенциал  φ⁰(Рd²⁺/Pd⁰) = +0,951 B.

                      (-) Pb⁰  │Pb²⁺││Pd²⁺│Pd⁰ (+)

На  аноде (свинец)   протекает  процесс    Pb⁰   =  Pb²⁺  + 2ē  (реакция  окисления)

 Электроны  по  проводнику   переходят  на  палладиевый   катод,  где  протекает   реакция  восстановления:    Pd²⁺  + 2 ē   =  Pd⁰ .  

    Cтандартное  ЭДС   +0,951 В - ( - 0,126 В) = 1,077 В

   Вычислим   изменение  энергии  Гиббса:

    ΔG°  = - n FΔE°  =  - 2 · 96500 · 1,077 = - 207861 Дж/моль или  - 207,9 кДж/моль

n(co2) = m(co2)/m(co2) = 1,76/44= 0,04моль.

n(h2o) = m(h2o)/m(h2o) = 0,9/18 = 0,05моль.

при сгорании все атомы углерода переходят в оксид углерода, а все атомы водорода переходят в воду. поэтому n(c) = n(co2) = 0,04 моль, n(h) = 2*n(h2o) = 0,05*2 = 0,1моль.

m(c) = n(c)*m(c) = 0,04*12 = 0,48 г

m(h) = n(h)*m(h) = 0,1*1 = 0,1г

m(o) = 0,9 - 0,48 - 0,1 = 0,32г

n(o) = m(o)/m(o) = 0,32/16 = 0,02моль

мольное соотношение углерода к водороду к кислороду равно:

n(c): n(h): n(o) = 0,04: 0,1: 0,02 = 4: 10: 2.

формула вещества с4н10о2    сн2он-снон-сн2-сн3