Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Практикум_хімії_Посібн.doc
Скачиваний:
9
Добавлен:
24.02.2016
Размер:
7.48 Mб
Скачать

Електродні потенціали. Гальванічні елементи основні поняття та визначення

Електрохімічні процеси

- процеси, при яких відбуваються перетворення хімічної енергії в електричну і навпаки.

Рівняння Нернста для електродного потенціалу металу

-

де - електродний потенціал металу, В;

- стандартний електродний потенціал металу, В;

- універсальна газова стала;

Т - температура, К;

nчисло електронів, які приймають участь у процесі;

Fчисло Фарадея, Кл/моль;

- активність іонів металу.

Рівняння Нернста для розбавлених розчинів при Т=298К

- .

Стандартний потенціал металічного електрода

- електродний потенціал металу, зануреного в розчин власних іонів з активністю (концентрацією) 1 моль/л, виміряний за стандартних умов відносно стандартного водневого електрода.

Гальванічний елемент

- прилад, в якому енергія хімічної окисно-відновної реакції перетворюється на електричну.

Анод

- електрод, на якому відбувається процес окиснення.

Катод

- електрод, на якому відбувається процес відновлення.

Електрорушійна сила гальванічного елемента ЕРС

- ЕРС = ,

де і- електродні потенціали катода і анода.

Приклади виконання завдань

Приклад 1. Гальванічний елемент складається з пластини цинку, зануреної в 0,1 М розчин нітрату цинку та пластини свинцю, зануреної в 0,02 М розчин нітрату свинцю. Записати схему гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та розрахувати ЕРС елемента.

Розв’язання. Схема даного гальванічного елемента

Вертикальна риска позначає поверхню поділу між металом і розчином, а дві риски – межу поділу двох рідких фаз – пористу перетинку, або з’єднувальну трубку, заповнену розчином електроліту.

Оскільки цинк має менший стандартний електродний потенціал (-0,76 В) (див. табл. 7) він є анодом, на якому відбувається процес окиснення:

Свинець, стандартний потенціал якого -0,13 В - катод, на якому відбувається відновний процес:

Рівняння окисно-відновної реакції, що забезпечує роботу даного гальванічного елемента, одержуємо склавши електронні рівняння анодного і катодного процесів:

Для визначення ЕРС гальванічного елемента необхідно розрахувати електродні потенціали металів, виходячи з рівняння Нернста:

де n– число електронів, які приймають участь у процесі.

Знаходимо ЕРС гальванічного елемента:

.

Контрольні завдання

541. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов:

[Pb2+] = [Mg2+] = 0,01 моль/л.

Відповідь: 2,244В.

542. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Fe2+] = 0,001 моль/л

[Zn2+]= 0,01 моль/л

Відповідь: 0,293В.

543. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Pb2+] = 0,01 моль/л

[Ni2+] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,152В.

544. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn2+]= 1 моль/л

[Cu2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 1,01В.

545. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ag+] = [Zn2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 1,59 B.

546. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Cd2+] = 0,001 моль/л

[Cu2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,77В.

547. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ni2+] = 0,01 моль/л

[Pb2+] = 0,0001 моль/л

Відповідь: 0,066 В.

548. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Fe2+] = 0,01 моль/л

[Cr3+] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,300В.

549. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn2+] = 0,01 моль/л

[Pb2+] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,607 В

.

550. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn2+] = 0,001 моль/л

[Cd2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,389 В.

551. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Co2+] = 0,1 моль/л

[Fe2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,193 В.

552. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Cr3+] = 0,01 моль/л

[Zn2+] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,027В.

553. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Co2+] = 0,01 моль/л

[Fe3+] = 0,001 моль/л

Відповідь: 0,240В.

554. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Co2+] = 0,1 моль/л

[Cu2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,587В.

555. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Zn2+] = 0,1 моль/л

[Co2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,450В.

556. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ag+] = 0,01 моль/л

[Fe2+] = 0,001 моль/л

Відповідь: 1,210В.

557. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Cd2+] = 0,8 моль/л

[Cu2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 0,68В.

558. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Pb2+] = [Mg2+] = 0,01 моль/л

Відповідь: 2,244 В.

559. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Ni2+] = 0,01 моль/л

[Pb2+] = 0,0001 моль/л

Відповідь: 0,064 В.

560. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та схему елемента за наступних умов

[Mg2+] = [Zn2+] = 1 моль/л

Відповідь: 1,607В.