Question

Золото не восстанавливает водород из разбавленных растворов кислот. Почему? В то же время, если к золотой пластинки, погруженной в кислоту(рН=3), прикоснуться магниевой, то на золотые начинается бурное выделение водорода. Дать этому объяснение составив уравнения анодного и катодного процессов. Рассчитать ЭДС и Δ G^0 процесса, что происходит.

Answer 1

Контакт двух разнородных металлов с электропроводной среде приводит к образованию гальванопары (гальванического элемента)
Стандартные потенциалы:
Е°(Mg²⁺/Mg°) = -2,38 В
E°(Au³⁺/Au°) = +1,5 В
Более отрицательный металл является анодом, более положительный - катодом.
В растворе кислоты происходят следующие реакции:
К: 2Н⁺ + 2е⁻ = Н₂
А: Mg° = Mg²⁺ + 2e⁻
Т.е. на катоде (золото) начинается выделение водорода.

ЭДС элемента рассчитаем как разность стандартных потенциалов
ΔЕ = Е(кат) - Е(ан) = 1,5 - (-2,38) = 3,88 В

ΔG = -nFΔE, где n - количество электронов, передаваемых от восстановителя к окислителю
ΔG = -2*96500*3,88 = -748840 Дж = -748,84 кДж

Answer 2

Золото и восстановление водорода из разбавленных растворов кислот

Золото не восстанавливает водород из разбавленных растворов кислот. Это связано с его химической инертностью и низкой реактивностью в большинстве химических реакций. Золото обычно не реагирует с кислотами, включая разбавленные растворы, и не обладает способностью восстанавливать водород из них.

Реакция золота с магнием в кислоте

Однако, если золотую пластинку, погруженную в кислоту с рН=3, прикоснуть к магниевой пластинке, то на поверхности золотой пластинки начинается бурное выделение водорода. Это связано с реакцией между магнием и протонами (водородными ионами) в кислоте.

Уравнения анодного и катодного процессов

Анодный процесс (окисление) на магниевой пластинке: Mg(s) → Mg^2+(aq) + 2e^-

Катодный процесс (восстановление) на золотой пластинке: 2H^+(aq) + 2e^- → H2(g)

ЭДС и ΔG^0 процесса

ЭДС (электродвижущая сила) процесса можно рассчитать по формуле: ЭДС = ЭДС анодного процесса - ЭДС катодного процесса

Для данной реакции, электродвижущая сила будет зависеть от конкретных условий эксперимента, таких как концентрации и температуры растворов. Поэтому, для расчета точной ЭДС требуется знание конкретных условий.

ΔG^0 (свободная энергия Гиббса) процесса может быть рассчитана по формуле: ΔG^0 = -nFЭДС

где n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея.

Общее объяснение происходящего

Когда магниевая пластинка прикосается к золотой пластинке в кислоте, магний окисляется, отдавая два электрона и образуя ионы магния (Mg^2+). Золото, в свою очередь, принимает эти два электрона и реагирует с протонами (водородными ионами) в кислоте, образуя молекулы водорода (H2). Это приводит к бурному выделению водорода на поверхности золотой пластинки.

Однако, важно отметить, что данная реакция может быть опасной и требует осторожности при проведении.

Примечание: Предоставленные источники не содержат непосредственно информации о данной реакции.