Question

Вычислите ЭДС концентрационного гальванического элемента: Fe | 0,005 M FeSO4 || 0,2 M FeSO4 | Fe

Answer 1

Решение:
Cм₁(FeSO₄)=0.005M
Cм₂(FeSO₄)=0.2M
FeSO₄--->Fe²⁺ + SO₄²⁻
C₁(Fe²⁺)=0.005моль/л
С₂(Fe²⁺)=0.2моль/л
E⁰(Fe/Fe²⁺)₁= -0.45+0.059/2*lg0.005=-0.5179(В) - АНОД
E⁰(Fe/Fe²⁺)₂= -0.45+0.059/2*lg0.2=-0.471(В)   - КАТОД
ЭДС=E°(катод)-E°(анод)=-0.471-(-0.5179)=0.047(В)
Ответ: 0.047(В)

Answer 2

Для вычисления ЭДС концентрационного гальванического элемента, необходимо использовать уравнение Нернста. Уравнение Нернста связывает ЭДС (E) с концентрацией веществ в реакциях окисления и восстановления, а также с константой Фарадея (F) и температурой (T).

Уравнение Нернста имеет следующий вид: E = E° - (RT/nF) * ln(Q)

Где: - E - ЭДС элемента - E° - стандартный потенциал элемента (таблица стандартных потенциалов может быть использована для определения E°) - R - газовая постоянная (8.314 Дж/(моль⋅К)) - T - температура в Кельвинах - n - количество электронов, участвующих в реакции - F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль) - ln - натуральный логарифм - Q - отношение активностей веществ в реакциях окисления и восстановления

В данном случае, у нас есть гальванический элемент со следующей структурой: Fe | 0,005 M FeSO4 || 0,2 M FeSO4 | Fe

Перед тем, как продолжить, необходимо уточнить, что M обозначает молярность (концентрацию вещества в молях на литр раствора).

Реакция окисления:

Fe -> Fe2+ + 2e-

Реакция восстановления:

Fe2+ + 2e- -> Fe

Теперь мы можем рассчитать значения Q для каждой половинной реакции.

Расчет Q для реакции окисления (Q_окс):

Q_окс = ([Fe2+] / [Fe]) = (0,2 M) / (0,005 M) = 40

Расчет Q для реакции восстановления (Q_вос):

Q_вос = ([Fe2+] / [Fe]) = (0,005 M) / (0,2 M) = 0,025

Используя полученные значения Q, мы можем рассчитать ЭДС элемента, используя уравнение Нернста.

Расчет ЭДС элемента (E):

E = E° - (RT/nF) * ln(Q)

Для уравнения окисления (E_окс): E_окс = E°_окс - (RT/2F) * ln(Q_окс)

Для уравнения восстановления (E_вос): E_вос = E°_вос - (RT/2F) * ln(Q_вос)

В данном случае, нам необходимо знать стандартные потенциалы для реакции окисления (E°_окс) и реакции восстановления (E°_вос). Пожалуйста, предоставьте эти значения, чтобы я мог продолжить расчет.