Question

Із запропонованих напівелементів, користуючись шкалою стандартних електродних потенціалів (табл.4 ), складіть гальванічний елемент і опишіть його роботу - процеси, що відбуваються на катоді й аноді, сумарний електрохімічний процес. Складіть схему гальванічного елемента й обчисліть ЕРС, якщо концентрації солі біля катоду становить 1 М, а біля аноду - 0,1 М. Ni│Ni(NO3)2 і Hg│Hg(NO3)2

Answer 1

Щоб скласти гальванічний елемент і описати його роботу, ми можемо використати шкалу стандартних електродних потенціалів. Запропоновані напівелементи для складання гальванічного елемента: Ni│Ni(NO3)2 і Hg│Hg(NO3)2.

Складання гальванічного елемента:

Гальванічний елемент складається з двох напівелементів, кожен з яких має свій власний електрод. У нашому випадку, перший напівелемент містить нікелевий електрод (Ni) занурений у розчин нікелевого нітрату (Ni(NO3)2), а другий напівелемент містить ртутний електрод (Hg) занурений у розчин ртутного нітрату (Hg(NO3)2).

Робота гальванічного елемента:

У гальванічному елементі відбуваються окисно-відновні реакції на катоді (полюс, де відбувається зведення) і аноді (полюс, де відбувається окиснення).

На катоді (Ni електрод) відбувається окиснення нікелю (Ni) з іонами нікелю (Ni2+) у розчині нікелевого нітрату (Ni(NO3)2). Це призводить до зведення іонів нікелю до нікелевого металу: Ni2+ + 2e- → Ni

На аноді (Hg електрод) відбувається зведення ртуті (Hg) до іонів ртуті (Hg2+) у розчині ртутного нітрату (Hg(NO3)2). Це призводить до окиснення ртуті: Hg → Hg2+ + 2e-

Сумарний електрохімічний процес у гальванічному елементі полягає у перетворенні хімічної енергії на електричну енергію. Електрони, що виникають внаслідок окисно-відновних реакцій на катоді і аноді, переходять через зовнішній коло, створюючи електричний струм.

Схема гальванічного елемента:

``` Ni│Ni(NO3)2 || Hg(NO3)2│Hg ``` У схемі гальванічного елемента, два вертикальні риски (||) позначають границю між розчинами, а риска (│) позначає границю між електродами.

Обчислення ЕРС:

ЕРС (електродний потенціал) гальванічного елемента можна обчислити, віднімаючи потенціал аноду від потенціалу катоду. За шкалою стандартних електродних потенціалів, потенціал нікелевого електроду (Ni) становить -0,25 В, а потенціал ртутного електроду (Hg) становить +0,85 В [[1]].

ЕРС = Потенціал катоду - Потенціал аноду ЕРС = (-0,25 В) - (+0,85 В) ЕРС = -1,1 В

Таким чином, ЕРС гальванічного елемента складає -1,1 В.

Примітка: Зверніть увагу, що концентрації солей (1 М біля катоду і 0,1 М біля аноду) не впливають на обчислення ЕРС гальванічного елемента.