Дано:
[Zn²⁺] = Cm(Zn(NO₃)₂) = 0,1 М
[Cu²⁺] = Cm(Cu(NO₃)₂)= 1 М
---------------------------------------------------
Найти:
ЭДС - ?
1) Для нахождения ЭДС гальванического элемента рассчитывается п формуле:
ЭДС = E(катод) - E(анод)
2) Далее концентраций ионов находим в табличном значений про стандартных электродных потенциалов и потом определим какой катод и анод:
E°(Zn²⁺/Zn) = -0,763 В E°(Cu²⁺/Cu) = 0,34 В
Следовательно: Cu - Катод, а Zn - Анод
3) Теперь делаем схематических записей этих элементов:
(К⁺) Cu²⁺ + 2ē → Cu⁰ | 1 | | 2 | - окислитель - восстановление
| | 2 | |
(А⁻) Zn⁰ - 2ē → Zn²⁺ | 2 | | 1 | - восстановитель - окисление
----------------------------------------------------------------------------------------
Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu⁰ - Токообразующая реакция
Следовательно:
Zn + Cu(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Cu
Схема элемента:
(А⁻) : Zn | Zn²⁺ (0,1 М) || Cu²⁺ (1 М) | Cu : (К⁺)
(А⁻) : Zn | Zn(NO₃)₂ (0,1 М) || Cu(NO₃)₂ (1 М) | Cu : (К⁺)
4) Далее мы их находим электродные потенциалы по уравнению Нернста:
![E(\frac{Zn^{2+}}{Zn}) = E^{\circ}(\frac{Zn^{2+}}{Zn}) + \frac{0,059}{n}*lg[Zn^{2+}]](/tpl/images/2120/2106/1aa72.png)
E(Zn²⁺/Zn) = -0,763 В + 0,059/2 × lg(0,1) = -0,763 В + 0,0295 × (-1) = -0,763 В - 0,0295 = -0,7925 В ≈ 0,79 В
![E(\frac{Cu^{2+}}{Cu}) = E^{\circ}(\frac{Cu^{2+}}{Cu}) + \frac{0,059}{n}*lg[Cu^{2+}]](/tpl/images/2120/2106/c73fc.png)
Так как у [Cu²⁺] = 1 М, значит:
E(Cu²⁺/Cu) = E°(Cu²⁺/Cu) = 0,34 В
5) В результате полученных мы получаем что Е(Cu²⁺/Cu) > Е (Zn²⁺/Zn), т.е. катод - Cu , а анод - Zn.
6) Теперь находим ЭДС гальванического элемента:
ЭДС = E(катод) - E(анод) = E(Cu²⁺/Cu) - E(Zn²⁺/Zn) = 0,34 В - (-0,79 В) = 0,34 В + 0,79 В = 1,13 В
ответ: ЭДС = 1,13 В
Решено от : 
1) Для начала мы запишем схему гальванического элемента:
Pt | Fe⁺³(0,1 моль/л) , Fe⁺²(10⁻² моль/л) || Au⁺(10⁻² моль/л), Au⁺³(0,1 моль/л) | Pt
2) Далее мы определяем какой из них катод и анод, значит из этого гальванического элемента:
Fe - Анод Au - Катод
A⁻ : Pt | Fe⁺³(0,1 моль/л) , Fe⁺²(10⁻² моль/л) || Au⁺(10⁻² моль/л), Au⁺³(0,1 моль/л) | Pt : K⁺
3) Теперь записываем гальванические процессы у катода и анода и потом получим уравнение токообразующей реакции :
K⁺ : Fe⁺² - 1e⁻ → Fe⁺³ | 1 | | 2 | - восстановитель E₁° = -0,77 В
| | 2 | |
A⁻ : Au⁺³ + 2e⁻ → Au⁺ | 2 | | 1 | - окислитель E₂° = 1,40 В
2Fe⁺² - 2e⁻ + Au³⁺ + 2e⁻ → 2Fe⁺³ + Au⁺
2Fe⁺² + Au³⁺ → 2Fe⁺³ + Au⁺ - токообразующая реакция
4) Теперь находим ЭДС у катода и анода по такой формуле:
E(Fe⁺³/Fe⁺²) = -0,77 В + 0,059/1 × lg (0,1 моль/л / 10⁻² моль/л) = -0,77 В + 0,059 × lg (0,1 / 0,01) = -0,77 В + 0,059 × lg 10 = -0,77 В + 0,059 × 1 = -0,77 В + 0,059 = -0,711 В
E(Au⁺³/Au⁺) = 1,40 В + 0,059/2 × lg (0,1 моль/л / 10⁻² моль/л) = 1,40 В + 0,0295 × lg (0,1 / 0,01) = 1,40 В + 0,0295 × lg 10 = 1,40 В + 0,0295 × 1 = 1,40 В + 0,0295 = 1,4295 В ≈ 1,43 В
5) Теперь находим ЭДС по полученным значениях :
ε = E(катод) - E(анод) = E(Au⁺³/Au⁺) - E(Fe⁺³/Fe⁺²) = 1,43 В - (-0,711 В) = 1,43 В + 0,711 В = 2,141 В
ответ: ε = 2,141 В
Решено от :