Question

Рассчитайте потенциал электрода, на котором при 298 K установилось равновесие F2 + 2e ↔ 2F- при стандартном давлении и активности ионов фтора, равной 10-3моль/ л, Е0 = +2,84 В.

Answer 1

Ответ:

Вычислите ЭДС газоводородной цепи Pt, Н2 / 0,008 н NaOH || 0,006 н НСl / Н2, Pt , если коэффициенты активности ионов равны: fН+ = 0,944; fОН-= 0,916. Степень диссоциации приведенных электролитов принять равной 100 %. Решение. Сначала определяем концентрации ионов водорода и гидроксо-групп в растворах НСl и NaOH, моль/л: СН+ = 6⋅10-3; СОН- = 8⋅10-3. Активности ионов равны: а=γ⋅с. Следовательно, аН+ = 6⋅10-3⋅0,944 = 5,664⋅10-3 моль/л.; аОН- = 8⋅10-3⋅0,916 = 7,328⋅10-3 моль/л . По активности ионов ОН- определяем активность ионов Н+ в растворе NaOH: аН+ = 10-14/(7,328⋅10-3) = 0,136⋅10-11 моль/л. По уравнению Нернста вычисляем потенциалы водородных электродов раствора NaOH: E2 H + / H = 0,059 lg 0,136 ⋅ 10−11 = 0,059(1135 − 11) = −0,700 B ; , 2 раствора НСl: 92 E2 H + / H = 0,059 lg 5,664 ⋅ 10−3 = 0,059(0,7531 − 3) = 0,133 B . 2 Отрицательным является электрод, погруженный в раствор NaOH, а положительным – в раствор НСl. Гальваническая цепь работает по следующей схеме: (–) Pt, Н2 / 0,008 н NaOH || 0,006 н НСl / Н2, Pt (+) ЭДС Е = –0,133 – (–0,700) = 0,567 В.

Answer 2

Для рассчета потенциала электрода можно использовать уравнение Нернста:

E = E0 - (RT/nF) ln(Q)

где: E - потенциал электрода, E0 - стандартный потенциал электрода, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(К*моль)), T - температура в Кельвинах (298 К), n - число электронов, участвующих в реакции (в данном случае n = 2), F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль), Q - отношение концентрации продуктов реакции к концентрации реагентов.

В данном случае реакция, происходящая на электроде, имеет вид:

F2 + 2e ↔ 2F-

При стандартном давлении и активности ионов фтора равной 10^-3 моль/л, концентрация продуктов реакции и реагентов равна 10^-3 моль/л. Также известно, что стандартный потенциал электрода E0 равен 2,84 В.

Подставляем все известные значения в уравнение Нернста:

E = 2,84 - (8,314 * 298 / (2 * 96500)) * ln(10^-3 / 10^-3)

Выполняем вычисления:

E = 2,84 - (8,314 * 298 / 193000) * ln(1)

Логарифм от 1 равен 0, исключаем его из уравнения:

E = 2,84 - 0

Ответ: Потенциал электрода равен 2,84 В.