Пример 1.. Пример 2.. Пример 3.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Пример 1.

Вычислить концентрацию ионов Н⁺ в растворе, в котором потенциал водородного электрода равен – 82 мВ.

Решение.

Из уравнения находим рН:

Следовательно, . Отсюда [H⁺] = 0,041 моль/л.

Ответ: [H⁺] = 0,041 моль/л.

Пример 2.

Рассчитайте равновесный потенциал электрода, на котором протекает реакция по уравнению

РbО₂ + 4Н⁺ + Рb²⁺ + 2Н₂O

Стандартный потенциал равен 1,45 В. Концентрация иона Рb²⁺ равна 0,1 моль/л, рН = 10, Т = 298 К.

Решение. Потенциал окислительно-восстановительного электрода определяют по уравнению Нернста:

Подставляя числовые значения R, Т и F и преобразуя уравнение, получаем:

Так как

то уравнение примет вид

Подставим данные из условия задачи:

Ответ: +0,30 B

Пример 3.

Рассчитайте ЭДС элемента, в котором при 298 К установилось равновесие Zn⁰ + Ni²⁺ Zn²⁺ + Ni⁰ при концентрациях [Zn²⁺] = 0,01 моль/л, [Ni²⁺] = 10^-3 моль/л. Напишите уравнения электродных реакций. Составьте схему гальванического элемента.

Решение. 1. Из таблицы стандартных электродных потенциалов металлов выписываем значения:

2. По уравнению Нернста рассчитываем равновесные потенциалы металлических электродов:

3. По значению равновесных электродных потенциалов определяем анод и катод: . Значит, Zn – анод; Ni – катод.

4. Рассчитываем ЭДС по формуле:

5. Записываем электродные процессы:

6. Записываем уравнение токообразующей реакции:

Zn⁰ + Ni²⁺ Zn²⁺ + Ni⁰

7. Уравнение в молекулярной форме:

Zn⁰ + NiCl₂ ZnCl₂ + Ni⁰

8. Составляем схему гальванического элемента:

(–) Zn | ZnCl₂ || CuCl₂| Cu (+)

Варианты заданий

1. Рассчитайте равновесные потенциалы электродов гальванического элемента (1 балл).

2. Рассчитайте ЭДС гальванического элемента (1 балл).

3. Напишите электродные процессы (1 балл).

4. Напишите уравнение токообразующей реакции (1 балл).

5. Составьте схему гальванического элемента (1 балл).

№ варианта	Равновесие в гальваническом элементе при 298 K	Равновесные концентрации, моль/л
	Zn + 2Ag⁺ Zn²⁺ + 2Ag	[Zn²⁺] = 10^-2, [Ag⁺] = 10^-4
	Cd + Cu²⁺ Cd²⁺ + Cu	[Cd²⁺] = 10^-3, [Cu²⁺] = 10^-2
	Zn + Sn²⁺ Zn²⁺ + Sn	[Zn²⁺] = 10^-1, [Sn²⁺] = 10^-2
	Fe + 2Ag⁺ Fe²⁺ + 2Ag	[Fe²⁺] = 10^-2, [Ag⁺] = 10^-3
	Zn + Cu²⁺ Zn²⁺ +Cu	[Zn²⁺] = 1, [Cu²⁺] = 10^-2
	Pb + Ni²⁺ Pb²⁺ +Ni	[Pb²⁺] = 10^-4, [Ni²⁺] = 10^-3
	Pb + Co²⁺ Pb²⁺ +Co	[Pb²⁺] = 10^-3, [Co²⁺] = 10^-2
	3Zn + 2Au³⁺ 3Zn²⁺ + 2Au	[Zn²⁺] = 0,5, [Au³⁺] = 10^-4
	3Cd + 2Al³⁺ 2Cd²⁺ + 2Al	[Cd²⁺] = 10^-2, [Al³⁺] = 1
	2Ag + Mg²⁺ 2Ag⁺ +Mg	[Ag⁺] = 10^-4, [Mg²⁺] = 10^-1
	2Al + 6H⁺ 2Al³⁺ + 3H₂	[Al³⁺] = 0,1, [H⁺] =10^-2
	H₂ + Sn²⁺ 2H⁺ + Sn	[H⁺] =10^-3, [Sn²⁺] = 10^-2
	Pb + Cd²⁺ Pb²⁺ +Cd	[Pb²⁺] = 1, [Co²⁺] = 10^-2
	2Ag + Co²⁺ 2Ag⁺ + Co	[Ag⁺] = 10^-4, [Co²⁺] = 0,5
	2Ag + Ni²⁺ 2Ag⁺ + Ni	[Ag⁺] = 10^-3, [Ni²⁺] = 10^-1
	Fe + 2H⁺ Fe²⁺ + H₂	[Fe²⁺] = 10^-2, [H⁺] =10^-4
	Al + Au³⁺ Al³⁺ + Au	[Al³⁺] = 1, [Au³⁺] = 10^-3
	Zn + Co²⁺ Zn²⁺ +Co	[Zn²⁺] = 1, [Co²⁺] = 1
	Mg + Sn²⁺ Mg²⁺ + Sn	[Mg²⁺] = 10^-2, [Sn²⁺] = 0,05
	Sn + Co²⁺ Sn²⁺ +Co	[Sn²⁺] = 10^-2, [Co²⁺] = 10^-4
	Cu + Cd²⁺ Cu²⁺ +Cd	[Cu²⁺] = 10^-2, [Cd²⁺] = 10^-2
	Sn + Cd²⁺ Sn²⁺ +Cd	[Sn²⁺] = 10^-3, [Cd²⁺] = 1
	2Ag + 2H⁺ 2Ag⁺ + H₂	[Ag⁺] = 10^-2, [H⁺] =10^-1
	Mg + Cu²⁺ Mg²⁺ +Cu	[Mg²⁺] = 10^-1, [Cu²⁺] = 10^-2
	Fe + Pb²⁺ Fe²⁺ + Pb	[Fe²⁺] = 10^-2, [Pb²⁺] = 0,05
	2Au + 3Co²⁺ 2Au³⁺ + 3Co	[Au³⁺] = 10^-3, [Co²⁺] = 1
	Sn + Pb²⁺ Sn²⁺ + Pb	[Sn²⁺] = 1, [Pb²⁺] = 10^-3
	Zn + Cd²⁺ Zn²⁺ +Cd	[Zn²⁺] = 10^-2, [Cd²⁺] = 0,05
	Cu + 2H⁺ Cu²⁺ + H₂	[Cu²⁺] = 10^-2, [H⁺] =10^-3
	2Ag + Fe²⁺ 2 Ag⁺ + Fe	[Ag⁺] = 10^-2, [Ni²⁺] = 0,5

⇐ Предыдущая 12