Question

ответьте на вопросы для гальванической пары Mg | Mg2+ || H+| H2 , Pt: 1. определите анод и катод;
2. запишите электрохимическую схему гальванического элемента;
3. напишите уравнения процессов на аноде и катоде во время работы гальванического элемента и уравнение токообразующей реакции;
4. укажите, каким образом изменяются концентрации электролитов и соответственно равновесные потенциалы в полуэлементах при прохождении тока;
5. рассчитайте электродвижущую силу гальванического эле-мента.

Answer 1

Объяснение:

Составить схему гальванического элемента, состоящего из магниево-го и медного(II) электродов. Рассчитать стандартную ЭДС, написать уравнения электродных процессов и токообразующей ОВР.

Гальванический элемент обычно состоит из двух пластин (электродов) обычно из разного металла) опущенных в растворы солей.

При работе элемента, т. е. при замкнутой цепи, в первом полуэлементе магний отдает ионы в раствор и заряжается при этом отрицательно, т.е. происходит процесс окисления: Mg = Mg2+ + 2ē.

Во втором полуэлементе на положительно заряженном медном электроде происходит разряд ионов Сu2+ (восстановление), сопровождающийся

осаждением меди: Сu2+ +2ē = Cu .

Суммарная токообразующая реакция будет выглядеть так:

Mg(0) + Cu2+ = Mg2+ + Cu(0 )

Схема данного гальванического элемента может быть изображена

следующим образом:

A (-)Mg │Mg2+││Cu2+│Cu (+) K

Вертикальная линия обозначает границу раздела между металлом и раствором, а двойная вертикальная линия – границу раздела между двумя жидкими фазами – двумя растворами электролитов.

Cтандартные значения электродных потенциалов φ( Mg2+/Mg) и

φ( Cu2+/Cu) составляют соответственно - 2,370 В и 0,342 В.

Чтобы рассчитать стандартную ЭДС гальванического элемента нужно из потенциала катода (Сu) вычесть потенциал анода (Mg)

ЭДС = 0,342 В - ( - 2,370 В) = 2,712 В.

Answer 2

1. Для определения анода и катода в гальванической паре нужно сравнить потенциалы полуреакций. В данном случае, учитывая стандартные потенциалы в таблице стандартных потенциалов, Mg имеет более низкий потенциал (−2,37 В) по сравнению с H+ (0 В). Следовательно, анод - это Mg| Mg2+ и катод - это H+| H2.

2. Электрохимическая схема для данного гальванического элемента будет выглядеть следующим образом: Mg (анод) | Mg2+ || H+ | H2 (катод), Pt.

3. Процессы на аноде и катоде:
Анод: Mg → Mg2+ + 2e-
Катод: 2H+ + 2e- → H2
Токообразующая реакция: Mg + 2H+ → Mg2+ + H2

4. При прохождении тока, концентрации электролитов могут изменяться:
Концентрация Mg2+: уменьшается, так как Mg2+ образуется на аноде
Концентрация H+: увеличивается, так как H+ уходит с катода

Равновесные потенциалы полуэлементов также могут изменяться под воздействием тока, так как изменяется концентрация веществ. Однако, с учетом стандартных потенциалов данного гальванического элемента, можно предположить, что изменение равновесных потенциалов будет незначительным.

5. Для расчета электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента можно использовать формулу:

ЭДС = потенциал катода - потенциал анода
= E°(катода) - E°(анода)

Где E°(катода) и E°(анода) - стандартные потенциалы соответствующих полуреакций.

В данном случае, стандартный потенциал водородной реакции E°(катода) равен 0 В, а стандартный потенциал реакции Mg -2,37 В (доступно в таблице стандартных потенциалов). Подставляя значения в формулу:

ЭДС = 0 В - (-2,37 В)
= 2,37 В

Электродвижущая сила данного гальванического элемента составляет 2,37 В.