Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Решение. В таблице находим значения стандартных электродных потенциалов систем Zn/Zn2+ и Mg/Mg2+ :






    В таблице находим значения стандартных электродных потенциалов систем Zn/Zn2+ и Mg/Mg2+:

    Поскольку , то магниевый электрод выполняет функцию анода, а цинковый – катода. Схема гальванического элемента имеет вид:

    На аноде идет процесс окисления:

    На катоде – восстановление катионов среды:

    Стандартная ЭДС гальванического элемента

    Е = φ 0к – φ 0а = –0, 763 – (–2, 37) = 1, 607 В.

    По уравнениям (9.5) и (9.6) вычислим константу равновесия токообразующей реакции:

    Потенцируя, находим К равн = 3, 5 ∙ 1054.

    Поскольку К > > 1, то токообразующая реакция практически необратима.

     

    Пример 2. Составьте схему гальванического элемента, состоящего из цинкового и серебряного электродов, погруженных в растворы их солей. Концентрации ионов в растворах: C Zn2+ = 0, 1 моль/л, C Ag+ = 0, 01 моль/л. Укажите, какой электрод является катодом, а какой – анодом. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах, а также суммарное уравнение токообразующей реакции в гальваническом элементе. Рассчитайте ЭДС этого элемента.

    Решение

    Так как концентрации ионов не равны единице, то вначале рассчитаем потенциалы электродов, используя формулу Нернста. Если в условии задачи отсутствует значение температуры, то ее принимают равной стандартной температуре Т = 298 К. Поэтому будем использовать уравнение (9.2):

    Подставим числовое значение концентрации в формулу Нернста, используя данные таблицы 9.1:

     

    Из расчета видно, что . Поэтому цинковый электрод выполняет функцию анода, а серебряный – катода.

    Схема гальванического элемента:

    Вычислим ЭДС элемента по формуле (9.4):

    Е = φ к – φ а = 0, 741 – (-0, 789) = 1, 530 В.

    Теперь запишем электродные реакции. На аноде происходит процесс окисления:

    а на катоде – процесс восстановления:

    Складывая уравнения электродных процессов (с учетом равенства числа принимаемых и отдаваемых электронов), получаем суммарное уравнение токообразующей реакции: Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag.

     

    Задачи

     

    221–226 Напишите уравнения катодного и анодного процессов и составьте схему гальванического элемента, при работе которого протекает следующая реакция (см. таблицу). На основании значений стандартных электродных потенциалов рассчитайте константу равновесия данной реакции и ЭДС элемента.

     

    № задачи Реакция Ответ
      Sn + PbCl2 = SnCl2 + Pb К р = 2, 0; E = 9∙ 103 B
      Zn + Pb(NO3)2 = Zn(NO3)2 + Pb К р = 3, 5∙ 1021; E = 0, 633 B
      Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag К р = 8, 7∙ 1052; E = 1, 56 B
      Ni + 2AgNO3 = Ni(NO3)2 + 2Ag К р = 3, 8∙ 1035; E = 1, 05 B
      Zn + CdSO4 = ZnSO4 + Cd К р = 1, 56∙ 1012; E = 0, 36 B
      Mg + Ni(NO3) 2 = Mg(NO3)2 + Ni К р = 1, 7∙ 108 ; E = 8, 23 B

     

    227–233 Рассчитайте значения электродных потенциалов металла, являющегося анодом, при различных концентрациях раствора: 10; 0, 1; 0, 01; 0, 001 моль/л. Концентрация раствора, в который погружен катод, постоянна и равна 1 моль/л. Определите ЭДС.

    Постройте график зависимости ЭДС гальванического элемента от логарифма концентрации раствора, в который погружен анод. Напишите уравнение токообразующей реакции, протекающей в гальваническом элементе.

     

    № задачи Гальванический элемент
      Ni|Ni2+ || 2Ag+|2Ag
      Zn | Zn2+ || Cr3+ | Cr
      H2|2H+||Cu2+|Cu
      Mg| Mg 2+||Ni2+|Ni
      Al|Al3+||Fe2+|Fe
      Zn | Zn2+|| Pb2+|Pb
      Mg| Mg 2+||Bi3+|Bi

     

    234–236 Одним из электродов гальванического элемента является металл (см. таблицу), погруженный в раствор своей соли с концентрацией ионов 0, 01 моль/л, а другим – водородный электрод. ЭДС этого элемента составляет Е, В. Напишите уравнения катодной и анодной реакций, приведите схему гальванического элемента. Рассчитайте потенциал водородного электрода и концентрацию ионов водорода в растворе. Т = 298 K.

    № задачи металл Е, В Ответ
      Zn 0, 701 0, 01
      Cu 0, 371 0, 03
      Ni 0, 250  

    237–240 Запишите уравнения электродных реакций и составьте схему гальванического элемента, работа которого выражается уравнением, представленным в таблице. Укажите, какой электрод является катодом и анодом. Рассчитайте значения электродных потенциалов при концентрациях растворов анода С 1 и катода С 2 (см. таблицу). Определите ЭДС этого элемента.

    № задачи Реакция С 1, моль/л С 2, моль/л Ответы
      Fe + 2Ag+2 Á Ag + Fe2+ 0, 01 0, 1 1, 24
      Ni + Cu2+ Á Ni2+ + Cu 0, 1 0, 1 0, 59
      Mg + Pb2+ Á Mg2+ + Pb   0, 01 2, 184
      Zn + Ni2+ Á Ni + Zn2+ 0, 01 0, 01 0, 513

     

    241–244 Составьте схему гальванического элемента, состоящего из двух металлов Ме1 и Ме2, погруженных в раствор собственных солей с концентрацией ионов С 1 и С 2 (см. таблицу). Укажите, какой электрод является катодом и анодом. Напишите уравнения реакций, протекающих на данных электродах, а также суммарное уравнение токообразующей реакции в гальваническом элементе. Рассчитайте ЭДС этого элемента.

    № задачи Ме1 Ме2 С 1, моль/л С 2, моль/л Ответы
      Zn Ni 0, 01 0, 01 0, 51 В
      Fe Cu 0, 1 0, 01 0, 75 В
      Fe Ag 0, 001 0, 01 1, 21 В
      Mg Fe 0, 01   1, 99 В

    245247 Рассчитайте значения электродных потенциалов металлов, приведенных в условии задачи, при концентрациях растворов С 1 (для 1-го металла) и С 2 (для 2-го металла). Определите анод и катод. Вычислите ЭДС элемента.

    Аналогичные расчеты проведите для концентраций растворов, уменьшенных в 10 раз. Изменится ли ЭДС?

    Приведите уравнения электродных реакций.

     

    № задачи Ме1 Ме2 С 1, моль/л С 2 , моль/л Ответы
      Zn Cu 0, 1 0, 1 1, 10 В
      Al Ni 0, 1 0, 01 1, 41 В
      Mg Ni 0, 01 0, 1 2, 15 В

    248 Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составьте его схему. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, вычислите ЭДС. Гальванический элемент состоит из серебряных электродов, опущенных: первый в 0, 01 М, а второй в 0, 1 М растворы AgNO3.

    Ответ: 0, 059 В.

    249 Составьте схему двух гальванических элементов, в одном из которых никель был бы анодом, в другом – катодом. Напишите для каждого из них уравнения реакций, протекающих на аноде и на катоде, и рассчитайте ЭДС гальванических элементов при стандартных условиях. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого из ионов уменьшить в 10 раз?

    250 Железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента и напишите электронные уравнения процессов, проходящих на катоде и аноде.

     

     







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.