E = E0 + (RT/zF)*ln([Ox]/[Red])
E - равновесный потенциал; Е0 - стандартный потенциал (для алюминиевого электрода равен -1,662В); R - универсальная газовая постоянная, равна 8,314 Дж/(К*моль); z - количество электронов, присоединяемых восстановленной формой; F - число Фарадея, равно 9,648*10^4 Кл/моль; Т - температура в Кельвинах; [Ox] - концентрация ионов в окисленной форме; [Red] - концентрация ионов в востановленной форме в моль/л.
При переходе от натурального логарифма к десятичному выражение приобретает вид:
E = E0 + (2,303*RT/zF)*lg([Ox]/[Red])
При стандартных условиях (Т - 298К) коэффициент (2,303*RT/F) численно равен 0,059 В.
На электроде протекает следующая реакция:
Al3+ + 3e = Al (Al3+ - окисленная форма, Al - восстановленная форма, z = 3).
Пересчитаем концентрацию из г-ион/л в моль/л:
10^-3/27 = 3,7*10^-5 моль/л (27 - М(Al))
Так как восстановленная форма это чистый металл и в растворе он не присутствует, то [Red] не учитывается. Формула для рассчета имеет вид:
E = -1,662 + (0,059/3)*lg(3,7*10^-5) = -1,662 + 0,02*(-4,43) = -1,662 - 0,0866 = -1,75 (В).
Эквивалентная масса кислоты Э(кисл) = М(кисл)/m,
М(кисл) - молярная масса кислоты, m - основность кислоты, которая определяется числом атомов водорода, которые замещаются на металл.
В реакции образования гидрофосфата происходит замещение двух атомов водорода. Например: KOH + H3PO4 = K2HPO4 + H2O.
M(H3PO4) = 3*1 + 1*31 + 4*16 = 98 г/моль. Следовательно, Мэ = 98/2 = 49 (г/моль). То есть, молярная масса эквивалента Н3РО4 в реакции образования гидрофосфата равна 49 г/моль.
Так как замещается 2 атома водорода, то эквивалент равен 1/2 моля.