За довідником підберемо метали, різниця значень стандартних електродних потенціалів яких становить 1,05 В.
Це, наприклад, свинець, і марганець:
E 0 (Pb 2+ | Pb) = - 0,13 B; E 0 (Mn 2+ | Mn) = - 1,18 B
Марганець, як більш активний метал, є анодом, а менш активний свинець - катодом.
Стандартна ЕРС даного елемента дорівнює:
Е = E 0 (Pb 2+ | Pb) - E 0 (Mn 2+ | Mn) = - 0,13 В - (- 1,18 В) = 1,05 В
По таблиці розчинності підбираємо аніон для розчинів окислювача і відновника. Наприклад, нітрат-аніон: нітрат свинцю і нітрат марганцю - сильні електроліти і в водному розчині дисоціюють на іони.
Отже, схема свинцево-марганцевого гальванічного елемента.
E 0 (Mn 2+ | Mn) При замиканні електрохімічної ланцюга: на марганцевому електроді (аноді) відбувається окислення металу: Mn - 2e - = Mn 2+. іони переходять в розчин, а електрони залишаються в металі і по провіднику переходять на свинець (виникає електричний струм); на свинцевому електроді (катоді) відбувається відновлення іонів металу за рахунок отриманих від марганцю електронів: Ці процеси відбуваються до тих пір, поки весь марганець не розчиниться або не витратить частки, які можуть відновлюватися на свинці. Mn + Pb 2+ = Mn 2+ + Pb Для обчислення ЕРС при інших значеннях концентрації електролітів використовується рівняння Нернста: E (M n + / M) = E 0 (M n + / M) + 0,059 / z. lg c (M n +) (M n + і М - окислена і відновлена форми металу, для якого розраховується електродний потенціал, z - заряд катіонів металу, з (M n +) - концентрація катіонів металу в розчині) Отже, при зміні концентрації іонів свинцю у катода ЕРС гальванічного елемента розраховується за формулою: E = E (Pb 2+ | Pb) - E (Mn 2+ | Mn) = [E 0 (Pb 2+ | Pb) + 0,059 / z * lg c (Pb 2+)] - E 0 (Mn 2+ | Mn) Таким чином, при зменшенні концентрації іонів свинцю до 0,1 моль / л ЕРС гальванічного елемента зміниться на величину, рівну: 0,059 / z * lg c (Pb 2+) = 0,059 / 2 * lg 0,1 = - 0,0295 (В), тобто зменшиться на 0,0295 В і складе 1,0205 В. 4.Составіть гальванічний елемент, що складається з водневого і залізного електродів. Розрахувати ЕРС в стандартних умовах. За довідником знайдемо значення стандартних електродних потенціалів для залізного і водневого електродів: E 0 (Fe 2+ | Fe) = - 0,44 B; E 0 (2H + | H2) = 0 B Таким чином, залізо, що стоїть в ряду напруг до водню, є анодом, а водневий електрод - катодом. Водневий електрод - різновид редокс-електрода - платинова пластина або сітка, опущена в розчин кислоти, через який пропускається молекулярний водень. Проходячи через рідину, Н2 частково розчиняється і підходить до поверхні Pt і адсорбується на ній, розпадаючись на атоми. Адсорбовані атоми водню Надсен ионизируются, а іони водню з розчину, що знаходяться поблизу електрода, приймають електрони і переходять в адсорбована стан: Рівновага в водневому електроді виражається рівнянням: В якості електроліту можна взяти соляну кислоту: з катіонами заліза (2) вона утворює розчинну сіль (хлорид заліза), а іони водню адсорбуються на платиновому електроді. Схема даного гальванічного елемента. (В даному випадку при складанні схеми гальванічного елемента діє виняток: якщо до складу електрохімічної ланцюга входить водневий електрод, то його записують спочатку). Стандартна ЕРС даного елемента дорівнює: Е = E 0 (2H + | H2) - E 0 (Fe 2+ | Fe) = 0 В - (- 0,44 В) = 0,44 В 5.Через водний розчин фосфату калію (К3 РО4) протягом 321,6 хвилин пропускали постійний електричний струм силою 10 А. Електроди інертні. Визначити, які речовини, і в якій кількості утворилися на електродах. Фосфат калію дисоціює у водному розчині на катіони калію і фосфат-аніони: Катіони калію підуть до негативно зарядженого електроду - катода, а фосфат-аніони - до позитивного електрода - анода.Схожі статті