256

Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Какой концентрации надо было бы взять ионы железа (моль/л), чтобы ЭДС элемента стала равной нулю, если [Zn2+] = 0,001 моль/л?

Реклама
Ответ

Схема гальванического элемента:
А(-) Zn|Zn2+ || Fe2+|Fe (+)К
А: Zn0 ⟶ Zn2+ + 2e
К: Fe2+ + 2e ⟶ Fe0
Суммарный процесс: Zn + Fe2+ ⟶ Zn2+ + Fe

`E_("Zn"^(2+)"/Zn") = E_("Zn"^(2+)"/Zn")^0 + 0.059/2*"lg"["Zn"^(2+)]`

`E_("Fe"^(2+)"/Fe") = E_("Fe"^(2+)"/Fe")^0 + 0.059/2*"lg"["Fe"^(2+)]`

`"ЭДС" = E_("Fe"^(2+)"/Fe") - E_("Zn"^(2+)"/Zn") = E_("Fe"^(2+)"/Fe")^0 - E_("Zn"^(2+)"/Zn")^0 + 0.0295*"lg"([Fe^(2+)])/([Zn^(2+)])`

`0 = -0.44 - (-0.763) + 0.0295*"lg"([Fe^(2+)])/0.001`

`"lg"([Fe^(2+)])/0.001 = (-0.323)/0.0295`

`([Fe^(2+)])/0.001 = 10^((-0.323)/0.0295)`

`[Fe^(2+)] = 0.001*1.12*10^-11 = 1.124*10^-14" моль/л"`

Если концентрацию каждого из ионов уменьшить до 0.01 моль/л, то ЭДС гальванического элемента не изменится, т. к. исходные и конечные концентрации равны, а значит выражение `([Pb^(2+)])/([Mg^(2+)])` в обоих случаях равно 1.

1
11
Реклама