Для серебряно-никелевого элемента, в котором
концентрации электролитов составляют: [agno3] = 0.01 м, [niso4] = 0.1 м при t = 298 k, определить эдс элемента, изменение изобарноизотермического потенциала g298 и работу, которую может совершать этот элемент. написать электродные процессы.
1. Определение эдс (электродного потенциала) элемента:
Эдс элемента может быть рассчитана при помощи формулы Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
Где:
E - эдс элемента
E° - стандартный электродный потенциал элемента
R - универсальная газовая постоянная = 8.314 Дж/(моль∙К)
T - температура в Кельвинах
n - количество электронов, участвующих в электродной реакции
F - постоянная Фарадея = 96485.34 Кл/моль
ln - натуральный логарифм
Q - потенциал реакции, рассчитанный на основе концентраций реагентов, которые присутствуют в растворе.
2. Определение электродных процессов:
Для серебряно-никелевого элемента, у нас есть два электрода: анод и катод.
Анод: Ни(s) -> Ni2+(aq) + 2e-
Катод: 2Ag+(aq) + 2e- -> 2Ag(s)
3. Расчет эдс:
Для нашего элемента имеем два электрода: Ни/Ни2+ и Ag+/Ag.
Соответствующие стандартные потенциалы находятся в таблице стандартных потенциалов (например, таблице "Редакции Констант Неведений").
E°(Ни/Ни2+) = -0.25 В
E°(Ag+/Ag) = 0.80 В
Подставим значения в формулу Нернста:
E(Ни/Ни2+) = -0.25 - (8.314 * 298 / (2 * 96485.34)) * ln(0.1)
E(Ни/Ни2+) ≈ -0.25 - (8.314 * 298 / (2 * 96485.34)) * ln(0.1)
E(Ag+/Ag) = 0.80 - (8.314 * 298 / (2 * 96485.34)) * ln(0.01)
E(Ag+/Ag) ≈ 0.80 - (8.314 * 298 / (2 * 96485.34)) * ln(0.01)
Для определения эдс элемента, нужно вычесть потенциал анода из потенциала катода:
E = E(Ag+/Ag) - E(Ни/Ни2+)
4. Изменение изобарноизотермического потенциала g298:
Изменение изобарноизотермического потенциала связано с эдс элемента следующим образом:
Δg298 = -nF * E
Где:
Δg298 - изменение изобарноизотермического потенциала
n - количество электронов, участвующих в электродной реакции
F - постоянная Фарадея
5. Работа, которую может совершать элемент:
Работа может быть рассчитана следующим образом:
W = -Δg298
Так как значение Δg298 будем иметь из предыдущего расчета, то подставим его:
W = -(-nF * E)
W = nF * E
Таким образом, для нахождения эдс элемента, изменения изобарноизотермического потенциала g298 и работы, которую может совершать этот элемент, необходимо рассчитать соответствующие значения на основе данных о концентрациях и стандартных электродных потенциалах элементов.