2. Затем, лед, имеющий массу 100 г и температуру -20⁰C, начинает плавиться и его температура будет равной 0⁰C. Чтобы расчитать количество поглощенного льдом тепла, воспользуемся формулой:
Q_льда = m_льда * L_плавления,
где Q_льда - теплота, m_льда - масса льда, L_плавления - удельная теплота плавления льда.
Удельная теплота плавления льда равна примерно 334 Дж/г, поэтому:
Q_льда = 100 г * 334 Дж/г.
3. Наконец, в калориметр впускают 10 г водяного пара при 100⁰C. Для вычисления теплоты, которую отдаст водяной пар, используем формулу:
Q_пара = m_пара * c_пара * ΔT_пара,
где Q_пара - теплота, m_пара - масса водяного пара, c_пара - удельная теплоемкость водяного пара, ΔT_пара - изменение температуры водяного пара.
Удельная теплоемкость водяного пара примерно равна 2.03 Дж/(г·⁰C), поэтому:
Хорошо, я готов выступить в роли школьного учителя и помочь вам решить задачу.
а) Для составления схемы гальванического элемента, нам понадобятся два электрода. В данном случае, электроды будут состоять из металлов Марганца (Mn) и Серебра (Ag). Мы погрузим каждый электрод в раствор соответствующей концентрации, в данном случае концентрация катионов Mn2+ составляет 0.2 моль/л, а концентрация катионов Ag+ составляет 0.01 моль/л. Схему гальванического элемента можно представить следующим образом:
Mn2+ (0.2 M) | Mn || Ag | Ag+ (0.01 M)
где "||" представляет собой границу между двумя растворами и символ "|" представляет границу электродов.
б) Чтобы написать уравнение реакции на электродах, нам нужно знать расположение металлов в ряду сила активностей металлов (или иногда называют ряд потенциалов восстановления). В данной задаче нам не предоставлена информация о ряде сила активностей металлов, поэтому я предположу, что мы используем стандартные значения. По стандартному ряду сила активностей металлов, мы знаем, что Марганец (Mn) находится ниже Серебра (Ag).
Исходя из этого, уравнения реакции на электродах будут следующими:
Mn(s) → Mn2+(aq) + 2e- (окисление, электрод Марганца)
2Ag+(aq) + 2e- → 2Ag(s) (восстановление, электрод Серебра)
в) Чтобы рассчитать ЭДС (электродный потенциал) этого гальванического элемента для стандартных условий, нам понадобится использовать таблицу стандартных потенциалов окислительно-восстановительных реакций (ЭМФ ряд). В таблице находим значения стандартных потенциалов окислительно-восстановительных реакций для каждого электрода.
Стандартный потенциал окисления Mn в Mn2+ составляет +1.18 В, а стандартный потенциал восстановления Ag+ в Ag составляет +0.80 В. Для рассчета ЭДС гальванического элемента, нужно вычесть стандартный потенциал окисления Марганца из стандартного потенциала восстановления Серебра:
ЭДС = E(Mn2+/Mn) - E(Ag+/Ag)
= +1.18 В - (+0.80 В)
= +0.38 В
Таким образом, ЭДС этого гальванического элемента для стандартных условий составляет +0.38 В.
