1) При повышении активной концентрации ионов металла в жидкой фазе, потенциал металлического электрода изменится согласно уравнению Нернста:
E = E^o - (RT/nF) * ln([M^n+]/[M^0])
где E - потенциал металлического электрода, E^o - стандартный потенциал металлического электрода, R - газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, n - стехиометрическое число электронов передаваемых при окислительно-восстановительной реакции, F - Фарадеевская постоянная, [M^n+] - активная концентрация ионов металла в жидкой фазе, [M^0] - стандартная концентрация ионов металла.
2) Для определения изменения потенциала водородного электрода необходимо использовать уравнение Нернста:
E = E^o - (RT/nF) * ln([H+]/[H^+])
где E - потенциал водородного электрода, E^o - стандартный потенциал водородного электрода, R - газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, n - стехиометрическое число электронов передаваемых при окислительно-восстановительной реакции, F - Фарадеевская постоянная, [H+] - активная концентрация ионов водорода в растворе, [H^+] - стандартная концентрация ионов водорода.
Для подкисления раствора с рН=7.36 соляной кислотой до концентрации 0.1 моль/дм³, мы должны добавить достаточное количество соляной кислоты, чтобы увеличить концентрацию водородных ионов до нужного значения. При этом, раствор станет более кислотным (уменьшится значение рн).
Условие задачи не позволяет однозначно определить, приведенное значение рН соответствует какой-либо биологической жидкости. Поэтому, необходимо дополнительная информация для этого.
3) Чтобы рассчитать величину максимальной работы, которую необходимо совершить для осуществления ионного обмена металлической пластины с раствором его собственной соли, мы можем использовать следующее уравнение:
ΔG = -nFE
где ΔG - изменение свободной энергии Гиббса, n - стехиометрическое число электронов передаваемых при окислительно-восстановительной реакции, F - Фарадеевская постоянная, E - потенциал металлического электрода.
Для рассчета необходимо знать значения стехиометрического числа электронов и стандартного потенциала металлического электрода.
Зная значение потенциала металлического электрода (Zn= -0.74 В) и значение стандартного потенциала электрода элементарного водорода (E^o = 0 В), можно понять, что потенциал металлического электрода Zn меньше, чем потенциал водородного электрода. Поэтому, электродный потенциал Zn будет увеличиваться во время ионного обмена с раствором его собственной соли, так как происходит окисление металла.
Энергия Гиббса данного процесса рассчитывается по формуле:
ΔG = -nFE
где ΔG - изменение свободной энергии Гиббса, n - стехиометрическое число электронов передаваемых при окислительно-восстановительной реакции, F - Фарадеевская постоянная, E - потенциал металлического электрода.
Для расчета конкретной величины требуется знать значения стехиометрического числа электронов и потенциала металлического электрода. В данном случае эти значения не указаны, поэтому невозможно расчитать конкретную величину энергии Гиббса данного процесса.
