Решение. Стандартный электродный потенциал свинца (–0,13 В)
более положителен, чем цинка (–0,76 В), поэтому анодом (отрицатель-
ным полюсом) будет более активный металл – цинк, а катодом (поло-
жительным полюсом) – свинец.
В условии задачи конкретно не указывается, в растворы каких со-
лей погружены цинк и свинец, но ясно, что в составе этих солей должны
быть ионы Zn2+ и Pb2+, поэтому электрохимическую схему гальваниче-
ского элемента записываем в кратком виде:
(–) Zn | Zn2+ || Pb2+ | Pb (+).
Пример 4. Гальванический элемент состоит из цинкового и сереб-
ряного электродов в растворах их нитратов. Составьте электрохимиче-
скую схему элемента, напишите уравнения электродных процессов и
токообразующей реакции. Вычислите ЭДС: а) при стандартных услови-
ях; б) при концентрациях 0,01 М (нитрат цинка) и 2 М (нитрат серебра)
и стандартной температуре (25 °С).
Решение. 1) Цинк, как более активный металл, является анодом, а
серебро – катодом, поэтому электрохимическая схема данного гальва-
нического элемента такая:
(–) Zn | Zn(NO3)2 || AgNO3 | Ag (+).
2) Электродные процессы:
анодный: Zn – 2e- = Zu2+, катодный: Ag+ + e- = Ag.
3) Уравнение токообразующей реакции:
Zn + 2Ag+ = Zn2+ + 2Ag – ионно-молекулярное,
Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag – молекулярное.
4) Электродвижущая сила (ЭДС) элемента при стандартных усло-
виях (концентрации ионов металлов в растворах равны 1 моль/л):
ξ = Δϕ = ϕкатода – ϕанода = 0,80 – (–0,76) = 1,56 В.
5) Электродный потенциал цинка при концентрации 0,01 М:
0,059
ϕZn = –0,76 + lg0,01 = –0,76 – 0,059 = –0,82 В.
1
6) Электродный потенциал серебра при концентрации 2 М:
0,059
ϕAg = 0,80 + lg2 = 0,80 + 0,018 = 0,82 В.
1
7) Электродвижущая сила элемента при данных концентрациях:
ξ = ϕAg – ϕZu = 0,82 – (–0,82) = 1,64 В.
151
Пример 5. В гальваническом элементе электродами является мар-
ганец и другой менее активный неизвестный металл. Стандартная ЭДС
равна 1,98 В. Из какого металла изготовлен второй электрод?
Решение. Находим электродный потенциал неизвестного металла:
ξ = ϕ°Me – ϕ°Mn; 1,98 = ϕ°Me – (–1,18); ϕ°Me = 0,80 В.
По таблице стандартных электродных потенциалов находим металл –
серебро.
H3PO4 + 3NaOH > Na3PO4 + 3H2O
Для получения 120 граммов ортофосфата натрия (M = 164 г/моль) требуется
40*3*120/164 = 87,8 грамма гидроксида натрия (M = 40 г/моль), такая масса его содержится в 87,8/0,2 = 439 граммах раствора NaOH с массовой долей 0,2; и 98*120/164 = 71,7 грамма ортофосфорной кислоты (М = 98 г/моль), такая масса кислоты содержится в 71,7/0,4 = 179,25 граммах раствора H3PO4 с массовой долей 0,4.
Таким образом, массы искомых растворов равны 179,25 г. р-ра H3PO4 и 439 г. р-ра NaOH.