Question

Определить эдс гальванического элемента: Ag|AgNO₃(0,001M)||AgNO₃(0,1M)|Ag. В каком направлении будут перемещаться электроны по внешней цепи при работе этого элемента?

Answer 1

Ответ: 0,12 В; электроны будут перемещаться во внешней цепи от левого электрода к правому.

Объяснение:

Из справочной литературы стандартный электродный потенциал системы Ag⁺/Ag = 0,80 В. Примем потенциал левого электрода через ξ₁, а правого - через ξ₂, находим:

ξ₁ = 0,80 + 0,059lg0,001 = 0,80 + 0,059(-3) = 0,62 В

ξ₂ = 0,80 + 0,059lg0,1 = 0,80 + 0,059(-1) = 0,74 В

-0,059рН - стандартный потенциал водородного электрода без учета коэффициента активности, вытекающий из уравнения Нернста.

Вычисляем эдс элемента:

Е = ξ₂-ξ₁ = 0,74 В - 0,62 В = 0,12 В

Поскольку ξ₁<ξ₂, то левый электрод будет служить отрицательным полюсом элемента (избыток электронов) и электроны будут перемещаться во внешней цепи от левого электрода к правому.

Answer 2

Для определения ЭДС (электродвижущей силы) гальванического элемента, вы можете использовать уравнение Нернста, которое имеет вид:

$E = E^\circ - \frac{0.0592}{n} \log\left(\frac{[A]^a}{[B]^b}\right)$

где:

• $E$ - ЭДС элемента.
• $E^\circ$ - стандартный потенциал полуреакции (Ag⁺/Ag), который для серебра равен 0,799 В (полуэлемент Ag⁺/Ag переводится в стандартные условия, где концентрация всех веществ равна 1 М).
• $n$ - количество электронов, участвующих в реакции (в данном случае 1).
• $[A]$ и $[B]$ - концентрации веществ А и В в реакции.
• $a$ и $b$ - коэффициенты стехиометрии реакции (какие-то элементы могут входить в реакцию в нестехиометрических количествах, но для реакции Ag⁺/Ag они равны 1).

Теперь, если мы подставим значения в это уравнение для нашего гальванического элемента:

$E = 0,799 \, \text{В} - \frac{0,0592}{1} \log\left(\frac{0,001}{0,1}\right)$

Вычислив этот логарифм:

$E = 0,799 \, \text{В} - \frac{0,0592}{1} \log(0,01)$

$E = 0,799 \, \text{В} - 0,0592 \cdot (-2) = 0,799 \, \text{В} + 0,1184 \, \text{В} = 0,9174 \, \text{В}$

ЭДС этого гальванического элемента составляет 0,9174 В.

Чтобы определить направление движения электронов по внешней цепи, используйте правило "от высокого потенциала к низкому". В данном случае, анод - это левая полуячейка (Ag|AgNO₃(0,001M)), у которой потенциал ниже, чем у катода (AgNO₃(0,1M)|Ag). Это означает, что электроны будут двигаться из анода (левой полуячейки) в катод (правую полуячейку) через внешнюю цепь.

Итак, направление движения электронов в вашем гальваническом элементе будет из левой части (Ag|AgNO₃(0,001M)) в правую часть (AgNO₃(0,1M)|Ag).