Question

Определите ЭДС цинко-железного гальванического элемента и составить уравнение электронных процессов (Fe , Zn)

Answer 1

1. Смотрим в таблице стандартных электродных потенциалов потенциалы железа и цинка

E⁰(Zn)=-0.76 В

E⁰(Fe)=-0.44 В

2. ЭДС=E(+)-E(-). Положительным электродом гальванического элемента является железо, отрицательным - цинк.

Так как в условии задачи не даны концентрации ионов цинка и железа, примем их равными 1 моль/л. В этом случае потенциалы электродов буду равны стандартным.

ЭДС=E⁰(Fe)-E⁰(Zn)=-0.44-(-0.76)=0.32 В

Электродные реакции:

Zn(-)  Zn⁰-2e=Zn²⁺

Fe(+) Fe²⁺ +2e=Fe⁰

Суммарное уравнение: Zn⁰+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe⁰

Answer 2

ЭДС цинко-железного гальванического элемента зависит от разности потенциалов между электродами цинка и железа. Потенциал каждого из электродов зависит от их состояния и окружающей среды. В стандартных условиях (25°C, концентрация ионов 1 М) стандартный потенциал цинка составляет -0,76 В, а стандартный потенциал железа составляет -0,44 В.

Таким образом, ЭДС цинко-железного гальванического элемента можно вычислить, вычитая потенциал железа из потенциала цинка: E = E(Zn) - E(Fe) = -0,76 В - (-0,44 В) = -0,32 В

Уравнение электронных процессов для данного элемента может быть записано следующим образом: Zn(s) + Fe2+(aq) → Zn2+(aq) + Fe(s)

На аноде (электрод цинка) происходит окисление цинка и выделение электронов: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-

На катоде (электрод железа) происходит восстановление ионов железа с использованием электронов: Fe2+(aq) + 2e- → Fe(s)

Электроны, выделенные на аноде, перемещаются через внешнюю цепь и поступают на катод, где они участвуют в восстановлении ионов железа. Таким образом, цинк является анодом, а железо - катодом в данном гальваническом элементе.