Question

Составе схему концентрационного гальванического элемента при концентрации C(Zn)=10^(-2) у одного электрода и C(Zn)=10^(-6) у другого электрода. Укажите какой из электродов катод, а какой анод. Рассчитать ЭДС элемента

Answer 1

Решение:
Воспользуемся формулой Нернста:
E(Meⁿ⁺/Me)=E°(Meⁿ⁺/Me)+0.059/n *lg[C(Meⁿ⁺)]
E(Zn²⁺/Zn)=-0.763+0.059/2*lg(10⁻²)=-0.822(В)  - КАТОД
E(Zn²⁺/Zn)=-0.763+0.059/2*lg(10⁻⁶)=-0.94(В)  - АНОД
ЭДС=Е(катод)-E(анод)=-0.822-(-0.94)=0.118(В)
Схема:
(-) Zn I Zn²⁺(10⁻⁶М) II Zn²⁺(10⁻²М) I Zn (+)

Answer 2

Концентрационный гальванический элемент

Концентрационный гальванический элемент состоит из двух электродов, на которых находятся различные растворы с разными концентрациями ионов цинка (Zn). Один электрод имеет концентрацию C(Zn) = 10^(-2), а другой электрод имеет концентрацию C(Zn) = 10^(-6).

Определение катода и анода

В концентрационном гальваническом элементе, катодом является электрод с более высокой концентрацией ионов цинка (Zn), а анодом - электрод с более низкой концентрацией ионов цинка (Zn). В данном случае, электрод с концентрацией C(Zn) = 10^(-2) будет катодом, а электрод с концентрацией C(Zn) = 10^(-6) будет анодом.

Расчет ЭДС элемента

ЭДС (электродвижущая сила) гальванического элемента может быть рассчитана по формуле Нернста:

E = E° - (RT / nF) * ln(Q)

где: - E - ЭДС элемента - E° - стандартный потенциал элемента - R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)) - T - температура в Кельвинах - n - количество электронов, переносимых в реакции - F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль) - Q - отношение активностей продуктов и реагентов в реакции

В данном случае, рассчитаем ЭДС элемента для концентрационного гальванического элемента с концентрациями C(Zn) = 10^(-2) и C(Zn) = 10^(-6).

Учитывая, что концентрация ионов цинка (Zn) в растворах является активностью, можно использовать формулу:

E = E° - (0.0592 / n) * log(C(Zn))

где: - E - ЭДС элемента - E° - стандартный потенциал элемента - n - количество электронов, перенос