Question

1. Составьте схему и рассчитайте ЭДС гальванического элемента, электроды которого сделаны из кадмия и висмута и погружены в 0,1 М растворы их солей. 2.Дана система Al | Ni в 1 М растворе НСl. Какой металл будет разрушаться? Напишите уравнение реакций.

Answer 1

1. Для начала составим схему гальванического элемента. Пусть левый электрод состоит из кадмия (Cd), а правый – из висмута (Bi). Обозначим катод – кадмиевый электрод, а анод – висмутовый электрод.

Анод: Bi | Bi2+(с = 0,1 М) || Cd2+(с = 0,1 М) | Cd : Катод

Теперь перейдем к расчету ЭДС гальванического элемента. Для этого воспользуемся таблицей стандартных потенциалов (таблица ниже).

Таблица стандартных потенциалов
-------------------------------------------------
| Реакция | Стандартный потенциал (В) |
-------------------------------------------------
| Cd2+(с) + 2e- → Cd(s) | -0,403 |
| Bi3+(с) + 3e- → Bi(s) | -0,307 |
-------------------------------------------------

Используя таблицу, найдем положение каждого металла относительно стандартного водородного электрода (среды с нулевым потенциалом).

Стандартный водородный электрод: 2H+(с) + 2e- → H2(г) (потенциал = 0)

Положение кадмия (Cd):
Cd(s) --> Cd2+(с) + 2e- --> -0,403 В

Положение висмута (Bi):
Bi3+(с) + 3e- → Bi(s) --> -0,307 В

Чтобы рассчитать ЭДС гальванического элемента, нужно вычесть потенциал анода из потенциала катода.

ЭДС гальванического элемента (E) = Eкатод - Eанода

E = E(Cd2+(с)/Cd) - E(Bi3+(с)/Bi)
= (-0,403 В) - (-0,307 В)
= -0,403 + 0,307 В
≈ -0,096 В

Ответ: ЭДС гальванического элемента, электроды которого сделаны из кадмия и висмута и погружены в 0,1 М растворы их солей, примерно равна -0,096 В.

2. Дана система Al | Ni в 1 М растворе HCl. Чтобы определить, какой металл будет разрушаться, нужно сравнить потенциалы анода и катода.

Сначала нужно составить схему гальванического элемента:

Анод: Ni | Ni2+(с = 1 М) || Al3+(с = 1М) | Al : Катод

Далее, используя таблицу стандартных потенциалов, найдем положение каждого металла относительно стандартного водородного электрода:

Стандартный водородный электрод: 2H+(с) + 2e- → H2(г) (потенциал = 0 В)

Положение никеля (Ni):
Ni2+(с) + 2e- → Ni(s) (потенциал = -0,257 В)

Положение алюминия (Al):
Al3+(с) + 3e- → Al(s) (потенциал = -1,662 В)

Поскольку потенциал никеля (-0,257 В) ниже потенциала алюминия (-1,662 В), то никель будет разрушаться, а алюминий останется нетронутым.

Уравнение реакции получается следующим образом:

Анод: Ni → Ni2+(с = 1 М) + 2e-
Катод: Al3+(с = 1 М) + 3e- → Al

Таким образом, в системе Al | Ni в 1 М растворе HCl никель будет разрушаться, алюминий останется нетронутым.