Question

Напишите уравнение анодного и катодного процессов, суммарные ионно-молекулярные и молекулярные уравнения этих процессов, протекающие в гальваническом элементе: Co │ CoSO4 ││ CuSO4 │Cu. Вычислите величину электродвижущей силы ЭДС гальваниче-ского элемента, если молярные концентрации растворов соли кобаль-та равна 1 М, а меди 0,01 М.

Answer 1

Ф(Сo2+/Co) = -0.28 В - анод
Ф(Cu2+/Cu) = +0.34 В  - катод
K(+): Cu2+ + 2e = Cu
A(-): Co - 2e = Co2+
Cu2+ + Co = Cu + Co2+
E(Co2+/Co) = -0.28 + 0.059/2*log1 = -0.28 В
E(Cu2+/Cu) = +0.34 + 0.059/2*log.01 = 0.281 В
ЭДС = 0,281-(-0,28) =0,561 В
 
 

Answer 2

Гальванический элемент, описанный в вашем вопросе, состоит из анодного и катодного процессов, которые происходят на электродах. Анодный процесс происходит на аноде (Co), а катодный процесс происходит на катоде (Cu). Давайте рассмотрим эти процессы подробнее.

Анодный процесс:

Анодный процесс в данном случае связан с окислением кобальта (Co) с ионами Co2+ в растворе CoSO4. Уравнение анодного процесса можно записать следующим образом:

Co(s) → Co2+(aq) + 2e-

Катодный процесс:

Катодный процесс связан с восстановлением ионов меди (Cu2+) в растворе CuSO4 на поверхности катода (Cu). Уравнение катодного процесса будет выглядеть следующим образом:

Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)

Суммарные ионно-молекулярные уравнения:

Суммарное ионно-молекулярное уравнение объединяет анодный и катодный процессы. В данном случае, ионы Co2+ и Cu2+ реагируют в растворе, образуя осадок меди на катоде и ионы Co2+ в растворе. Уравнение будет выглядеть следующим образом:

Co(s) + Cu2+(aq) → Co2+(aq) + Cu(s)

Молекулярное уравнение:

Молекулярное уравнение показывает все вещества, участвующие в реакции в молекулярной форме. В данном случае, молекулярное уравнение будет выглядеть так:

Co(s) + CuSO4(aq) → CoSO4(aq) + Cu(s)

Вычисление электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента:

Чтобы вычислить величину ЭДС гальванического элемента, мы можем использовать потенциалы стандартных электродов для каждого процесса. Потенциал стандартного водородного электрода (SHE) обозначается как 0 В.

Потенциал стандартного водородного электрода (SHE) = 0 В Потенциал стандартного электрода меди (Cu) = +0.34 В Потенциал стандартного электрода кобальта (Co) = -0.28 В

ЭДС гальванического элемента можно найти как разность между потенциалами катодного и анодного процессов:

ЭДС = Потенциал катода - Потенциал анода ЭДС = (+0.34 В) - (-0.28 В) ЭДС = 0.34 В + 0.28 В ЭДС = 0.62 В

Таким образом, величина электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента составляет 0.62 В.