Составьте схему гальванического элемента, которого является стандартный водородный электрод и железный, опущенный в раствор fe2(so4)3 с концентрацией 0,1 моль/л. чему равна эдс этого элемента? какие реакции протекают на электродах?
Для составления схемы гальванического элемента, нам необходимо учитывать перемещение электронов, происходящее при реакции. Схема будет выглядеть следующим образом:
На левой стороне схемы мы имеем водородный электрод, который состоит из водородного газа (H2) и водородных ионов (H+). На правой стороне схемы находится раствор железной соли (Fe2(SO4)3) с железными ионами (Fe3+) и металлическим железом (Fe).
Теперь давайте рассмотрим электродные полуреакции на каждом электроде:
На аноде (слева) происходит окисление. В этом случае, водород (H2) окисляется до водородного иона (H+) с потерей 2 электронов:
H2 → 2H+ + 2e-
На катоде (справа) происходит восстановление. Железные ионы (Fe3+) принимают электроны и превращаются в нейтральные атомы железа (Fe):
Fe3+ + 3e- → Fe
Теперь мы можем проследить перемещение электронов по схеме. Электроны двигаются от анода к катоду через внешнюю цепь, что вызывает ток. Происходящая электрохимическая реакция в гальваническом элементе является следующей:
H2 + 2Fe3+ → 2H+ + 2Fe2+
Теперь, чтобы вычислить эдс (электродный потенциал) этого гальванического элемента, нужно воспользоваться таблицей стандартных электродных потенциалов. Мы должны вычислить разность потенциалов между водородным электродом (H+/H2) и железным электродом (Fe3+/Fe2+).
Консультация таблицы даст нам следующие значения:
- Потенциал водородного электрода (H+/H2) составляет 0,00 В.
- Потенциал железного электрода (Fe3+/Fe2+) составляет +0,77 В.
Теперь, чтобы вычислить общий электродный потенциал (эдс) данного гальванического элемента, мы используем формулу:
H2 (газ) | H+ (1 Моль/л) || Fe3+ (0,1 Моль/л) | Fe (металл)
На левой стороне схемы мы имеем водородный электрод, который состоит из водородного газа (H2) и водородных ионов (H+). На правой стороне схемы находится раствор железной соли (Fe2(SO4)3) с железными ионами (Fe3+) и металлическим железом (Fe).
Теперь давайте рассмотрим электродные полуреакции на каждом электроде:
На аноде (слева) происходит окисление. В этом случае, водород (H2) окисляется до водородного иона (H+) с потерей 2 электронов:
H2 → 2H+ + 2e-
На катоде (справа) происходит восстановление. Железные ионы (Fe3+) принимают электроны и превращаются в нейтральные атомы железа (Fe):
Fe3+ + 3e- → Fe
Теперь мы можем проследить перемещение электронов по схеме. Электроны двигаются от анода к катоду через внешнюю цепь, что вызывает ток. Происходящая электрохимическая реакция в гальваническом элементе является следующей:
H2 + 2Fe3+ → 2H+ + 2Fe2+
Теперь, чтобы вычислить эдс (электродный потенциал) этого гальванического элемента, нужно воспользоваться таблицей стандартных электродных потенциалов. Мы должны вычислить разность потенциалов между водородным электродом (H+/H2) и железным электродом (Fe3+/Fe2+).
Консультация таблицы даст нам следующие значения:
- Потенциал водородного электрода (H+/H2) составляет 0,00 В.
- Потенциал железного электрода (Fe3+/Fe2+) составляет +0,77 В.
Теперь, чтобы вычислить общий электродный потенциал (эдс) данного гальванического элемента, мы используем формулу:
Эдс = (потенциал катода) - (потенциал анода)
= (+0,77 В) - (0,00 В)
= +0,77 В
Таким образом, электродный потенциал (эдс) этого гальванического элемента равен +0,77 В.