Question

Как писать уравнение гальванического элемента, если дано Al, Pb, CuSO4?

Answer 1

Для написания уравнения гальванического элемента на основе алюминия (Al), свинца (Pb) и медного(II) сульфата (CuSO₄), нужно учесть реакции окисления-восстановления, происходящие в каждом полуделе элемента. Гальванический элемент состоит из двух полуделей: анода (окислительное полуделение) и катода (восстановительное полуделение).

При написании уравнения учтем следующие реакции:

1. Окисление алюминия (Al) на аноде: \[ \text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^- \]

2. Восстановление меди(II) на катоде: \[ \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} \]

3. Реакция слияния этих уравнений: \[ \text{Al} + \text{Cu}^{2+} \rightarrow \text{Al}^{3+} + \text{Cu} \]

Таким образом, уравнение гальванического элемента с использованием алюминия, свинца и медного(II) сульфата выглядит следующим образом:

\[ \text{Al} + \text{CuSO}_4 \rightarrow \text{AlSO}_4 + \text{Cu} \]

Теперь давайте рассмотрим электродные потенциалы для каждой полуреакции и определим, какие из них происходят на аноде (окислительном полуделе) и катоде (восстановительном полуделе).

Анод (окисление): \( \text{Al} \rightarrow \text{Al}^{3+} + 3e^- \) (стандартный электродный потенциал окисления \( E^\circ_{\text{окисления}} = -1.66 \, \text{В} \))

Катод (восстановление): \( \text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} \) (стандартный электродный потенциал восстановления \( E^\circ_{\text{восстановления}} = +0.34 \, \text{В} \))

Таким образом, уравнение гальванического элемента можно записать как:

\[ \text{Al} \,|\, \text{Al}^{3+} \,||\, \text{Cu}^{2+} \,|\, \text{Cu} \]

где символ \(|\) обозначает границу фазы и две вертикальные линии обозначают сольный межфазный интерфейс. Этот элемент генерирует положительное напряжение (разность потенциалов) между анодом и катодом.