Question

Отмечу как лучший ЕРС елемента Pt | H2 | HCl | AgCl | Ag при 25 oC дорівнює 0,322 В. Чому дорівнює pH розчину HCl?

Answer 1

Ответ:

0.843

Объяснение:

У даному випадку гальванічний елемент складається із хлорсрібного та водневого електродів. Їх потенціали визначаються за наступними формулами

Водневий електрод

$E_H = \dfrac{RT}{F}\ln a_{H^+}$

Хлорсрібний електрод

$E_{Cl} = E_{Cl}^0 - \dfrac{RT}{F}\ln a_{Cl^-}$

ЕРС такого елементу буде рахуватися наступним чином

$E = E_{Cl} - E_H = E^0_{Cl} - \dfrac{RT}{F}\ln (a_{H^+}a_{Cl^-}) = \\= E^0_{Cl} - \dfrac{2RT}{F}\ln a_\pm = E^0_{Cl} = \dfrac{2RT}{F}pH \cdot \ln 10$

Стандартний потенціал хлорсрібного електроду = 0.22234 В

Виводимо рН з логарифмів

$pH = -\lg a_{H^+} = -\lg a_\pm = \dfrac{\ln a_\pm}{\ln 10}$

Ну і склеюємо все разом

$pH = \dfrac{F(E - E^0_{Cl})}{2RT \ln 10} = \dfrac{96485 \cdot (0.322 - 0.22234)}{2 \cdot 8.314 \cdot 298 \cdot \ln 10} \approx 0.843$

Answer 2

PH розчину HCl дорівнює -log[H+], де [H+] - концентрація іонів водню у розчині. У розчині HCl вільні іони H+ і Cl- рухаються окремо один від одного, але для простоти вважається, що весь HCl розщеплюється на Н+ і Cl-. Тому концентрація іонів водню [H+] в розчині HCl дорівнює концентрації кислоти HCl. Для визначення pH розчину HCl потрібно знати концентрацію [H+]. За формулою: pH = -log[H+] Так як в даному випадку ми знаємо EMF (Електромоторну силу) електрохімічної станції (ЕРС) елементів Pt | H2 | HCl | AgCl | Ag, то ми можемо використати формулу Нернста для розрахунку концентрації іонів водню [H+] у розчині HCl. EMF = E - (0,0592/n) * log[H+] Тут E - значення ЕРС елементів Pt | H2 | HCl | AgCl | Ag, n - кількість електронів, яку вносить одна молекула HCl в протонну реакцію (в даному випадку n = 1). Отже, за отриманою ЕРС і фізичними константами можна підставити значення і розрахувати концентрацію [H+]. Потім за допомогою -log[H+] отримати значення pH розчину HCl.