Розв’язок
Якщо умови стандартні, то е.р.с. гальванічного елемента дорівнює різниці стандартних електродних потенціалів: від потенціалу окисника віднімають потенціал відновника.
В запропонованому гальванічному елементі Zn є відновником, а йон Cu2+ - окисником.
Отже, за стандартних
умов е.р.с.
=
=
= 0,34В - (-0,76В) = 1,1В.
За нестандартних умов необхідно спочатку за фомулою Нернста обчислити електродні потенціали металів для заданих концентрацій солей, а потім знайти їх різницю.
Формула Нернста має такий вигляд:
.
Визначимо
і
:
.
.
е.р.с.=
.
Тема 11. Корозія металів і захист від корозії
Завдання 1. Який метал буде кородувати в парі залізо – нікель в: а) кислому середовищі, б) в нейтральному середовищі.
Розв’язок
В кислому середовищі утвориться гальванічна пара, в якій залізо, к більш активний метал, буде анодом, а нікель – катодом.
Електролітом буде кислота, наприклад, H2SO4.
(-)FeUH2SO4UNi(+)
(-)Fe - 2b ºFe2+
(+)2H+ + 2b ºH2
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2.
Залізо витісняє водень з кислоти. Водень виділяється на нікелі.
В нейтральному середовищі окисником є кисень, розчинений у воді. Схема гальванопари буде мати вигляд:
(-)FeUH2O³ O2UNi(+)
Сумарне рівняння реакції: 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2, але Fe(OH)2 окиснюється в Fe(OH)3 за реакцією:
4Fe(OH)2 + 2H2O = 4Fe(OH)3.
Fe(OH)3 частково втрачає воду і утворюється бура іржа:
Fe(OH)3 = FeOOH + H2O
2FeOOH = Fe2O3 . НО - іржа.
Тема 12. Твердість води
Завдання 1. Обчислити, яку масу соди Na2CO3 необхідно додати до 1 м3, щоб усунути її твердість, що дорівнює 5 ммоль-екв/л?
Розв’язок
В 1 м3 води міститься 5 ммоль-екв . 1000 = 5000 ммоль-екв солей, що зумовлюють твердість.
З закону еквівалентів випливає, що соди треба додати до води таку ж кількість.
M(Na2CO3) = 2 . 23 + 12 + 16 . 3 = 106 (г/моль)
(г/моль)
1ммоль-екв Na2CO3 - 53 мг
5000 ммоль-екв Na2CO3 - X
мг
= 265 г.
Для розв’язання задачі можна скористатись формулою:
(ммоль-екв/л),
де: m – маса речовини, яку необхідно додати для усунення твердості; МЕ – молярна маса еквівалента цієї речовини, V – об’єм води.
З формули визначаємо масу речовини:
.
(г/моль).
(г).
Література
1. І.Є.Манековська. Хімія. Навчальний посібник. Рівне: НУВГП, 2010. – 250 с.
2. І.Є.Манековська, М.В.Яцков. Хімія, частина 1 (загально-теоретична). Навчальний посібник. Рівне: НУВГП, 2004.- 193 с.
3. І.Є.Манековська, М.В.Яцков. Хімія, частина ІІ (Хімія елементів). Навчальний посібник. Рівне: НУВГП, 2004.- 193 с.
4. Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. – К.: Наукова думка, 1987. – 829 с.
5. Корнілов М.Ю. Термінологічний посібник з хімії. – К.: ІЗМН, 1996. – 256 с.