Тема 9 Электрохимические процессы Гальванический элемент
Задание 1. Даны два электрода (см. вариант в табл. 12).
Запишите уравнение Нернста для расчета электродного потенциала и вычислите его значение для каждого электрода в растворе электролита при заданных условиях и Т = 298 К.
Определите природу катода и анода.
Запишите уравнения электродных реакций (на катоде и аноде), суммарной (токообразующей) реакции, определяющих работу этого элемента.
Запишите схему (электрохимическую систему) гальванического элемента.
Рассчитайте равновесное напряжение составленного гальванического элемента.
Стандартные электродные потенциалы электродов приведены в приложении 6.
Таблица 12
Номер варианта |
Электрод I |
Электрод II |
|||
схема электрода |
моль/л |
схема электрода |
рН раствора |
мм рт. cт. |
|
1 |
Ag+ | Ag |
0,01 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
8 |
0,5 |
2 |
Fe2+ | Fe |
0,05 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
7 |
0,5 |
3 |
Cu2+ | Cu |
0,02 |
Н+ | Н2, Pt |
4 |
0,5 |
4 |
Co2+ | Co |
0,01 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
9 |
0,2 |
5 |
Ni2+ | Ni |
0,03 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
8 |
0,7 |
6 |
Fe2+ | Fe |
0,05 |
Н+ | Н2, Pt |
3 |
0,5 |
7 |
Pb2+ | Pb |
0,02 |
Н+ | Н2, Pt |
2 |
0,5 |
8 |
Bi3+ | Bi |
0,03 |
Н+ | Н2, Pt |
4 |
0,2 |
9 |
Sn2+ | Sn |
0,04 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
9 |
0,2 |
10 |
Cr2+ | Cr |
0,02 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
10 |
0,4 |
,
,Окончание табл. 12
Номер варианта |
Электрод I |
Электрод II |
|||
схема электрода |
, моль/л |
схема электрода |
рН раствора |
, мм рт. cт. |
|
11 |
Cr3+ | Cr |
0,01 |
Н+ | Н2, Pt |
1 |
0,4 |
12 |
V2+ | V |
0,01 |
Н+ | Н2, Pt |
5 |
0,9 |
13 |
In3+ | In |
0,01 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
8 |
0,2 |
14 |
Cu+ | Cu |
0,02 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
7 |
0,7 |
15 |
Mn2+ | Mn |
0,01 |
Н+ | Н2, Pt |
2 |
0,3 |
16 |
Ti2+ | Ti |
0,04 |
Н+ | Н2, Pt |
5 |
0,5 |
17 |
Cd2+ | Cd |
0,05 |
Н+ | Н2, Pt |
7 |
0,5 |
18 |
Zn2+ | Zn |
0,5 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
9 |
0,7 |
19 |
Mg2+ | Mg |
0,02 |
Н+ | Н2, Pt |
4 |
1,2 |
20 |
Al3+ Al |
0,03 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
9 |
0,5 |
21 |
Ag+ | Ag |
0,05 |
Н+ | Н2, Pt |
3 |
0,5 |
22 |
Fe2+ | Fe |
0,01 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
8 |
0,5 |
23 |
Pd2+ | Pd |
0,001 |
Н+ | Н2, Pt |
7 |
0,8 |
24 |
W3+ | W |
0,01 |
Н2О, ОН– | О2, Pt |
10 |
0,1 |
25 |
Mo3+ | Mo |
0,03 |
Н+ | Н2, Pt |
6 |
0,4 |
Задание 2. Гальванический элемент составлен из двух металлических электродов (см. вариант в табл. 13).
Определите природу катода и анода.
Подберите электролиты (см. приложение 7) и запишите схему (электрохимическую систему) гальванический элемента.
Запишите уравнения электродных реакций (на катоде и аноде) и суммарной реакции, определяющие работу гальванического элемента.
Рассчитайте равновесное напряжение гальванического элемента, составленного из указанных электродов с учетом молярной концентрации потенциалопределяющих ионов (с).
Рассчитайте энергию Гиббса, используя равновесное напряжение гальванического элемента.
Таблица 13
Номер варианта |
Электрод I |
Электрод II |
Молярная концентрация потенциалопределяющих ионов с, моль/л |
|
электрода I |
электрода II |
|||
1 |
V2+V |
Ag+ | Ag |
0,01 |
0,001 |
2 |
Cd2+ | Cd |
Cr3+ | Co |
0,02 |
0,05 |
3 |
Pb2+ Pb |
Cd2+ | Cd |
0,001 |
0,5 |
4 |
Sn2+ Sn |
Ag+ Ag |
0,2 |
0,001 |
5 |
In3+ | In |
Sn2+ | Sn |
0,05 |
0,5 |
6 |
Ag+ | Ag |
Mg2+ | Mg |
0,02 |
0,5 |
7 |
Mn2+ | Mn |
Сu2+ | Cu |
0,05 |
0,02 |
8 |
Cr2+Cr |
Sn2+ | Sn |
0,03 |
1,2 |
9 |
Ni2+ | Ni |
Al3+ | Al |
0,05 |
1,3 |
10 |
Mg2+ | Mg |
In3+ | In |
0,7 |
0,05 |
11 |
Pb2+ | Pb |
Au3+ | Au |
0,02 |
0,003 |
12 |
Cd2+ | Cd |
Cr3+ | Cr |
0,8 |
0,2 |
13 |
Zn2+ | Zn |
Sb3+ | Sb |
0,02 |
0,03 |
14 |
Fe3+ | Fe |
Ga3+ Ga |
0,01 |
1,0 |
15 |
Fe2+ | Fe |
Sb3+ | Sb |
0,02 |
0,2 |
16 |
Ti2+ | Ti |
Fе3+ | Fe |
0,05 |
1,5 |
17 |
Ga3+ | Ga |
Zn2+ | Zn |
0,8 |
0,5 |
18 |
Cr3+ | Cr |
Ag+ Ag |
0,7 |
0,1 |
19 |
Bi3+ Bi |
Cu2+ | Cu |
0,5 |
0,02 |
20 |
Cu2+ | Cu |
Au3+ | Au |
2,0 |
0,001 |
22 |
V2+ | V |
Sn2+ | Sn |
0,04 |
0,5 |
23 |
Bi3+ Bi |
Cu2+ | Cu |
0,5 |
0,05 |
24 |
Pb2+ Pb |
Ga3+Ga |
0,5 |
0,1 |
25 |
Mo3+ | Mo |
Zn2+ | Zn |
0,01 |
0,9 |