Вемкостью v = 11,2 л находится водород при нормальных ус- ловиях. после того как в было дополнительно введено некото- рое количество гелия, давление в возросло до р = 0,15 мпа, а температура не изменилась. определить массу гелия, введенного в .
Ео (Zn(2+)/Zn) = − 0,76 В Eo(Al(3+)/Al) = – 1,700 B [Al(3+)] = 1 моль/л [Zn(2+)] = 1 моль/л В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Поскольку цинк в электрохимическом ряду напряжений стоит правее, чем алюминий, то цинк имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем алюминий. Значит, в данном гальваническом элементе цинковый электрод будет катодом, а алюминиевый – анодом. На аноде протекает процесс окисления металла, а на катоде – процесс восстановления металла. Процессы окисления-восстановления на электродах. Анод (-) Al(0) – 3е → Al(3+) │2 - процесс окисления на аноде Катод (+) Zn(2+) + 2е → Zn(0) │3 - процесс восстановления на катоде Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию. 2Al + 3Zn(2+) → 3Zn + 2Al(3+) Схема гальванического элемента А (-) | Al | Al(3+) || Zn(2+) | Zn | K(+) Стандартная ЭДС гальванического элемента Е = Е (катода) – Е (анода) = Ео (Zn(2+)/Zn) – Eo(Al(3+)/Al) = − 0,76 – (– 1,70) = 0,94 В Стандартная ЭДС гальванического элемента соответствует одномолярным концентрациям ионов Al(3+) и Zn(2+), то есть когда [Al(3+)] = [Zn(2+)] = 1 моль/л Если концентрации ионов Al(3+) и Zn(2+) отличны от одномолярных, то электродные потенциалы анода и катода находятся по уравнению Нернста при 298 градусах Кельвина. Е (анода) = Е (Al(3+)/Al) = Ео (Al(3+)/Al) + (0,059/3)*lg[Al(3+)] Е (катода) = Е (Zn(2+)/Zn) = Ео (Zn(2+)/Zn) + (0,059/2)*lg[Zn(2+)
По реакции от восстановителя (свободной серы (0)) к окислителю( сере(+6) в серной кислоте) переходят 4 электрона. И окислитель, и восстановитель превращаются в серу (+4) в оксиде серы. Раз сказано, что взаимодействие серы к кислотой было ПОЛНЫМ, значит, можно считать количественные соотношения согласно реакции. На 2 моля кислоты требуется 1 моль серы. М(S) = 32г/моль; m(S) = 6,4г; n = m/M = 6,4г/32г/моль = 0,2 моля. Если ( по Авогадро) 1 моль в-ва содержит 6,02*10^23 молекул, то 0,2 моля серы содержат: 0,2*6,02*10^23 атомов серы. И каждый по реакции отдает 4 электрона! Т.е к окислителю перейдет: 4*0,2*6,02*10^23 = 4,816*10^23 электронов.
Отсюда имеем: n2/n1 = p2/p1
n1 = 0,5 моль (11,2/22,4) р1 = 0,1 МПа (н.у.)
n2 = n1 * p2/p1 = 0,5 * 0,15/0,1 = 0,75 моль (водорода + гелия)
Количество вещества для гелия 0,75 - 0,5 = 0,25 моль
Масса гелия 0,25 * 4 = 1 г