Чтобы ответить на данный вопрос, нам необходимо знать таблицы стандартных потенциалов редокс-пар. Эти таблицы содержат информацию о потенциалах образования ионов в редокс-реакциях при стандартных условиях.
Для начала, давайте разберемся в обозначениях в нашей схеме гальванического элемента:
Sn | Sn2+ (0.2М) || Bi3+ (0.4н.) | Bi
Sn означает олово (латинское название - stannum). Sn2+ обозначает ион олова с зарядом +2 и концентрацией 0.2М. Bi3+ обозначает ион бисмута с зарядом +3 и концентрацией 0.4н. Bi означает металлический бисмут.
Теперь, рассмотрим реакции, которые происходят на аноде и на катоде.
Анод: Sn -> Sn2+ + 2e-
Катод: Bi3+ + 3e- -> Bi
На аноде происходит окисление, поэтому Sn(олово) превращается в Sn2+ (ион олова с зарядом +2) и отделяет два электрона. Эта реакция приводит к уменьшению заряда вещества (окисление).
На катоде происходит восстановление, поэтому ион Bi3+ (бисмут с зарядом +3) принимает три электрона и превращается в металлический бисмут (Bi). Эта реакция приводит к увеличению заряда вещества (восстановление).
Анод и катод также можно определить по их положению в ряде стандартных потенциалов. В данном случае, Sn2+/Sn реакция находится вверху таблицы, а Bi3+/Bi реакция находится внизу таблицы. Поэтому Sn является анодом, а Bi является катодом.
Теперь перейдем к расчету ЭДС гальванического элемента. Для этого мы должны найти разность потенциалов между анодом и катодом.
ЭДС гальванического элемента можно рассчитать по формуле:
ЭДС = ЭП катода - ЭП анода
В таблицах стандартных потенциалов редокс-пар, мы находим следующие значения:
ЭП(Sn2+/Sn) = -0.14 В
ЭП(Bi3+/Bi) = -0.34 В
Теперь можем рассчитать ЭДС гальванического элемента:
ЭДС = -0.34 В - (-0.14 В) = -0.34 В + 0.14 В = -0.2 В
Ответ: ЭДС гальванического элемента при указанных концентрациях электролитов и температуре 17°C равна -0.2 В.
Добрый день! Рад быть вашим школьным учителем и помочь разобраться с вашим вопросом.
Для определения возможности самопроизвольного прохождения химической реакции, мы должны обратиться к концепции свободной энергии Гиббса. Эта концепция связана с изменением энергии системы в процессе химической реакции и позволяет нам определить, будет ли реакция проходить самопроизвольно или требуется добавление энергии для ее осуществления.
Для выполнения этого, мы сначала должны знать значения стандартных энергий образования всех веществ, участвующих в данной реакции. Однако, я предполагаю, что у нас нет этих данных. Поэтому мы не можем выполнить точный расчет для определения возможности самопроизвольного прохождения реакции. Вместо этого, мы можем использовать информацию о термохимических свойствах реагентов (индикаторные числа) для предварительного вывода о характере реакции.
Начнем с анализа термохимических свойств реагентов. У нас есть железо(II) оксид (FeO) и водород (H2), которые реагируют, чтобы образовать железо (Fe) и воду (H2O).
1. Для FeO (железо(II) оксид) отрицательное индикаторное число стандартной энергии образования (-271.9 кДж/моль). Это означает, что образование FeO из элементарных веществ (железа и кислорода) освобождает энергию.
2. Для H2 (водород) индикаторное число стандартной энергии образования равно 0 кДж/моль. Это означает, что здесь не требуется энергия для образования водорода из элементарных веществ.
Теперь, чтобы определить возможность самопроизвольного прохождения реакции, мы смотрим на изменение свободной энергии Гиббса (ΔG).
ΔG = ΔH - TΔS, где ΔH - изменение энтальпии (теплота реакции), T - температура в кельвинах, ΔS - изменение энтропии.
Если ΔG отрицательно, то реакция может происходить самопроизвольно. Если ΔG положительно, для самопроизвольного прохождения реакции требуется добавление энергии.
Теперь у нас нет значений ΔH и ΔS для данной реакции, но мы можем дать предварительный вывод исходя из индикаторных чисел.
Учитывая, что оба реагента (FeO и H2) имеют низкие значения энергии образования, мы можем предположить, что ΔH будет низким и возможно отрицательным. Также, учитывая, что образование водорода и воды сопровождается освобождением газа (H2O (г)), мы можем предположить, что ΔS будет положительным.
Таким образом, полагая ΔH низким и возможно отрицательным, а ΔS положительным, мы можем предположить, что ΔG для данной реакции будет отрицательным, что означает, что данная реакция может проходить самопроизвольно.
Однако, учтите, что это всего лишь предварительный вывод. Для получения точного ответа мы должны знать точные значения энергий образования и провести точный расчет.
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O