Question

Рассчитайте ЭДС концентрационного гальванического элемента, составленного их двух железных пластинок, погруженных в раствор соли железа с концентрациями 1 моль/л и 0,01 моль/л. Какой из электродов является анодом? Напишите схему гальванического элемента.

Answer 1

Для определения ЭДС гальванического элемента из потенциала катода следует вычесть потенциал анода.

ЭДС = ЕК – ЕА.

Если условия стандартные, то ЭДС элемента Даниэля –Якоби будет равным + 1,18 В.

ЭДС = 0,34 –(–0,76) =1,18.

Если условия отличаются от стандартных, то пользуются эмпирической формулой Нернста для расчета электродных потенциалов:

,

где – равновесный электродный потенциал, В;

– стандартный электродный потенциал, В;

n – степень окисления металла;

R – универсальная газовая постоянная,

R = 8,31 Дж/моль К;

F – число Фарадея, F = 96500 Кл;

[Men+] – концентрация ионов металла в растворе, моль/л.

Answer 2

Для расчета ЭДС концентрационного гальванического элемента можно использовать формулу Нернста:

E = E° - (RT / nF) * ln(Q)

где: E - ЭДС элемента E° - стандартный электродный потенциал R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)) T - температура в кельвинах n - количество электронов, участвующих в реакции F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль) ln - натуральный логарифм Q - отношение активностей продуктов к активностям реагентов

Для данной задачи мы имеем две железные пластинки, поэтому элемент состоит из двух полуперекисей железа (Fe2+ → Fe3+ + e-) и двух электродных полуреакций.

Схема гальванического элемента: Анод: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e- Катод: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e-

Таким образом, оба электрода являются анодами. Электроны будут перетекать с анода с более высокой концентрацией соли железа (1 моль/л) на анод с более низкой концентрацией (0,01 моль/л).

Для расчета ЭДС элемента, нам необходимо знать стандартные электродные потенциалы для реакций на каждом электроде (E°). Данные значения можно найти в справочной литературе или таблицах стандартных потенциалов.

После определения E° для каждого электрода, можно использовать формулу Нернста для расчета ЭДС элемента, учитывая разницу в концентрациях соли железа на электродах (Q).

Примечание: Без известных значений стандартных электродных потенциалов (E°), невозможно дать точный расчет ЭДС элемента в данной ситуации.