Question

2. Составьте электрохимическую схему, напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции гальванического элемента, электродами которого являются Pb и Cu, погруженные в растворы солей этих металлов. Рассчитайте ЭДС элемента при стандартных условиях. Как изменится ЭДС элемента, если концентрация ионов металлов в растворах составит 10-4 моль/л? 3. Подберите анодное и катодное покрытие для пластинки из Fe. Сплошность покрытия нарушена. Составьте электрохимические схемы коррозионных элементов в кислой и нейтральной средах. Напишите уравнения электродных процессов и суммарные реакции.
4. Напишите уравнения реакций, происходящих на электродах и суммарные реакции при электролизе расплава и раствора соли Na2S с инертными электродами. Рассчитайте количество электричества, необходимое для выделения на катоде 20 г вещества при электролизе расплава и раствора.
5. Напишите уравнения реакций, происходящих на электродах и суммарные реакции при электролизе растворов солей CuSO4 и Fe(NO3)2. Электроды: а) инертные, б) растворимый анод.

Answer 1

Устройства, в которых энергия окислительно-восстановительных

реакций превращается в электрическую, называются гальваническими

элементами.

Всякий гальванический элемент состоит из двух электродов – металлов,

погруженных в растворы электролитов; последние сообщаются друг с

другом обычно через пористую перегородку. Электрод, на котором

происходит процесс окисления, называется анодом; электрод, на котором

осуществляется восстановление – катодом.

Схематически гальванический элемент, в основе работы которого

лежит реакция

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu,

изображается следующим образом:

Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu ,

или в ионном виде:

Zn | Zn+2 || Cu+2 | Cu .

На электродах протекают следующие процессы:

анодный: Zn – 2е = Zn+2;

катодный: Cu+2 + 2е = Cu;

токообразующая реакция: Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu.

ЭДС (Е) элемента равна разности равновесных потенциалов

положительного (Ек) и отрицательного (Еа) электродов:

Е = Ек - Еа.

Пример 1. Определите возможность протекания реакции в

гальваническом элементе

Fe + Cd2+ = Fe 2+ + Cd.

Используйте стандартные потенциалы и значение ΔG0298.

Решение. Составим гальванический элемент, отвечающий этой

реакции:

(–) Fe | Fe 2+ || Cd2+ | Cd (+);

анодная реакция: Fe – 2е = Fe 2+;

катодная реакция: Cd2+ + 2е = Cd.

Пользуясь табл. 8, определим ЭДС гальванического элемента:

Е = Ек – Еа = –0,40 – ( –0,44) = 0,04 В.

Изменение величины энергии Гиббса связано с величиной ЭДС элемента

соотношением ΔG0298 = -nFЕ,