>
, (2.18)
де a 2 в”Ђ активність кадмію в розплаві Cd - Sn.
Розрахунок ЕРС концентраційної ланцюга (наприклад, срібною, Ag | AgNO 3 ( а 1 ) в•‘ AgNO 3 ( а 2 ) | Ag,) здійснюється за формулою
В
Е = 2. 0,059. l в€ћ , . lg ( а 1 / а 2 )/(l в€ћ, + l в€ћ, ) (2.19)
де О» в€ћ , Ag + і О» в€ћ, - рухливості аніону і катіона.
Термодинамічні функції О” G , О” S , О” H для електрохімічних реакцій розраховують за рівняннями:
О” G = - nEF , (2.20)
, (2.21)
, (2.22)
, (2.23)
, (2.24)
де n - число електронів, що беруть участь у реакції; F - число Фарадея, Кл; E - ЕРС, В.
2.2 Завдання з рішеннями
електроліт провідність потенціал кінетика
1. Гальванічнийелемент складається з металевого цинку, зануреного в 0,1 М розчин нітрату цинку, і металевого свинцю, зануреного в 0,02 М розчин нітрату свинцю. Обчисліть ЕРС елемента. p> Рішення. Щоб визначити ЕРС елемента, необхідно обчислити електродні потенціали. Для цього з табл. [8], беремо значення стандартних електродних потенціалів систем Zn 2 + | Zn (-0,76 В) і Pb 2 + | Pb (-0,13 В), а потім розраховуємо значення П† за рівнянням Нернста: П† Zn / Zn 2 + = -0,76 + (0,059 . lg0, 1)/2 == -0,79 В, П† Pb / Pb 2 + = -0,13 + (0,059 . lg0, 02)/2 = -0,18 В. Знаходимо ЕРС елемента: Е = П† Pb / Pb 2 + - П† Zn / Zn 2 + = -0,18 +0,79 = 0,61.
Відповідь : 0,61 В.
2. Обчисліть потенціал срібного електрода в насиченому розчині AgBr (ПР = 6 . 10 -13 ), що містить, крім того, 0,1 моль/л броміду калію.
Рішення. Запишемо рівняння Нернста для системи Ag + | Ag: П† = П† 0 + 0,059 . lg [Ag + ]. Значення П† 0 для цієї системи складає 0,8 В (табл. [8]). Оскільки бромід калію повністю диссоциирован, то [Br - ] = 0,1 моль/л. Звідси знаходимо концентрацію іонів серебра: [Ag + ] = ПР AgBr /[Br - ] = 6 . 10 - 13 /0,1 == 6 . 10 -12 моль/л. Тепер підставляємо значення П† 0 і [Ag + ] в рівняння електродного потенціалу: П† = 0,8 + 0,059 . lg (6 в€™ 10 -12 ) == 0,14. p> Відповідь: 0,14 В.
3. Обчисліть активність іонів Н + в розчині, в якому потенціал водневого електрода дорівнює +82 МВ. p> Рішення. З рівняння П† = -0,059 рН знаходимо: рН == 0,082/0,059 = 1,39. Отже, а Н + = 0,041. p> Відповідь: а Н + = 0,041 моль/л. p> 4. Розрахуйте стандартний електродний потенціал пари Cu 2 + | Cu + за наступними даними: П† 0 Cu 2 + | Cu = 0,337 В, П† 0 Cu + | Cu == 0,521 В.
Рішення. Для реакції Cu 2 + + 2 е = Cu, О” G 0 = - nF Е 0 == -2 . 96485 . 0,337 = -65031 Дж . моль- 1 . Для реакції Cu + + е = Cu, О” G 0 = -96485 . 0,521 = -50269 Дж . моль -1 . Віднімаючи з першої реакції другу, отримаємо Cu 2 + + е = Cu + і, отже, О” G 0 == -14762 Дж . моль -1 , звідки Е 0 = 0,153.
Відповідь: Е 0 = 0,153 В.
5. О” Н реакції Pb + Hg 2 Cl 2 = PbCl 2 + 2Hg, протікає в гальванічному елементі, одно -94,2 кДж/моль при 298,2 К. ЕРС цього елементу зростає на 1,45 . 10 -4 В при підвищенні температури на +1 К. Розрахуйте ЕРС елемента і О” S при 298,2 К.
Рішення. = 2,96485 . 1,45 . 10 -4 == 28,0. О” G = О” Н - Т О” S = nFE , звідки E = - (О” Н - Т О” S )/ nF = = 0,5314. p> Відповідь : О” S = 28,0 Дж/(моль . К); E = 0,5314 В.
6. Розрахуйте константу рівноваги реакції Cd 2 + + Zn == Zn 2 + + Cd, якщо П† 0 <...
