Question

Запишите кратко цепь гальванического элемента, укажите катод и анод, составьте уравнения процессов, протекающих на электродах, вычислите э.д.с. данного элемента. в качестве электродов служат: металлические пластины из кадмия и цинка, погруженные соответственно в 0,01 м раствор сульфата кадмия и в 0,1 м раствор, сульфата цинка.

Answer 1

[Сu(2+)] = 1 моль/л[Zn(2+)] = 10^(-2) моль/л = 0,01 моль/лСu | Cu(NO3)2 || ZnSO4 | ZnСхема гальванического элемента записана неверно.ПО ПРАВИЛАМ в схеме гальванического элемента анод записывается слева, а катод –справа.Согласно приведенной схеме гальванического элемента медь в данном гальваническом элементе является анодом, а цинк – катодом.Электрод, посылающий электроны во внешнюю цепь является АНОДОМ (на аноде протекает процесс окисления) , а электрод, принимающий электроны из внешней цепи называется КАТОДОМ (на катоде протекает процесс восстановления) .Согласно приведенной схеме процессы, протекающие на катоде и аноде.Анод (-) Cu – 2e = Cu(2+) - окислениеКатод (+) Zn(2+) + 2e = Zn - восстановлениеУбедимся, что схема приведенного гальванического элемента осуществима.В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.Посчитаем электродные потенциалы электродов по уравнению Нернста при 25 градусах СЕ (Cu(2+)/Cu) = Ео (Cu(2+)/Cu) + (0,059/2)*lg[Сu(2+)] = + 0,338 + 0,0295*lg1 = + 0,338 BЕ (Zn(2+)/Zn) = Ео (Zn(2+)/Zn) + (0,059/2)*lg[Zn(2+)] = − 0,76 + 0,0295*lg0,01 = − 0,76 − 2*0,0295 = − 0,819 BE(Cu(2+)/Cu) > Е (Zn(2+)/Zn)Электродный потенциал анода больше, чем электродный потенциал катода, следовательно, приведенная схема гальванического элемента неверна.Схема гальванического элемента КАКОЙ ОНА ДОЛЖНА БЫТЬА (-) | Zn | ZnSO4|| Cu(NO3)2 | Cu | К (+)Процессы, протекающие на катоде и аноде, для приведенной схемы.Анод (-) Zn – 2e = Zn(2+) – окислениеКатод (+) Cu(2+) + 2e = Cu – восстановлениеСуммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.Zn + Cu(2+) → Cu + Zn (2+)Уравнение реакции в молекулярной форме.Zn + Cu(NO3)2 → Cu + Zn(NO3)2ЭДС гальванического элемента.ЭДС = Е (катода) – Е (анода) = E(Cu(2+)/Cu) – E(Zn (2+)/Zn) = 0,338 – (– 0,819) = 1,157 В

Aнод Zn (0) - 2e = Zn(+2)Катод Cu+2 + 2e = Cu(0)Zn (0) + Cu(+2) = Zn(+2) + Cu(0)ЭДС = Ек - Еа = Eo (Cu+2/Cu) - Eo(Zn+2/Zn) + R*T/2F*lg[Cu+2]/[Zn+2]ЭДС = 1,159 В