Question

Рассчитайте величину равновесного потенциала оловянного электрода при концентрации ионов олова в электролите 10-4 моль/л (т=298, Е0 ( Sn)= -0,136 В):

Answer 1

Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые понятия из электрохимии.

Первоначально, вспомним, что равновесный потенциал электрода определяется с помощью уравнения Нернста:

E = E0 + (RT/nF) * ln(Q)

где E - потенциал электрода, E0 - стандартный электродный потенциал, R - газовая постоянная (8,314 J/(моль К)), T - температура (в данном случае 298 К), n - число электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль), Q - величина реакционной координаты (отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов).

Для нашей задачи будем считать, что Sn2+ + 2e- -> Sn

Из данной реакции видно, что n = 2.

Теперь найдем Q в нашей задаче. По определению Q для данной реакции, Q = [Sn] / [Sn2+], где [Sn] - концентрация ионов олова, а [Sn2+] - концентрация ионов олова в их окружении.

Зная концентрацию ионов олова ([Sn]) = 10-4 моль/л, мы можем выразить концентрацию ионов олова в окружающем растворе [Sn2+] = [Sn], так как олово в данной реакции не является реагентом.

Тогда Q = 10-4 моль/л / 10-4 моль/л = 1

Теперь мы можем приступить к расчету равновесного потенциала электрода по уравнению Нернста.

E = E0 + (RT/nF) * ln(Q)

E = -0,136 В + (8,314 J/(моль К) * 298 К / (2 * 96 485 Кл/моль)) * ln(1)

E = -0,136 В

Таким образом, величина равновесного потенциала оловянного электрода при данной концентрации ионов олова в электролите составляет -0,136 В.