Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Стандартні електродні потенціали (E0) деяких металів, B




електрод E0, В електрод E0, В
Li+/Li –3,045 Cd2+/Cd –0,403
Rb+/Rb –2,925 Co2+/Co –0,277
K+/K –2,924 Ni2+/Ni –0,25
Cs+/Cs –2,923 Sn2+/Sn –0,136
Ba2+/Ba –2,90 Pb2+/Pb –0,127
Ca2+/Ca –2,87 Fe3+/Fe –0,037
Na+/Na –2,714 2H+/H2 0,000
Mg2+/Mg –2,37 Sb3+/Sb 0,20
Al3+/Al –1,70 Bi3+/Bi 0,215
Ti2+/Ti –1,603 Cu2+/Cu 0,34
Zr4+/Zr –1,58 Cu+/Cu 0,52
Mn2+/Mn –1,18 Hg22+/2Hg 0,79
V2+/V –1,18 Ag+/Ag 0,80
Cr2+/Cr –0,913 Hg2+/Hg 0,85
Zn2+/Zn –0,763 Pt2+/Pt 1,19
Cr3+/Cr –0,74 Au3+/Au 1,50
Fe2+/Fe –0,44 Au+/Au 1,70

Приклад 2. Магнієву пластинку занурили в розчин його солі. При цьому електродний потенціал магнію дорівнює –2,41В. Обчислить концентрацію іонів магнію (моль/дм3).

Рішення. Подібні задачі також вирішуються на основі рівняння Нернста (див. приклад 1):

Приклад 3. Складіть схему гальванічного елемента, у якому електродами є магнієва і цинкова пластинки, занурені в розчини їхніх іонів з концентрацією 1 моль/дм3. Який метал є анодом, який катодом? Напишіть рівняння окислювально–відновної реакції, що протікає в цьому гальванічному елементі, і обчислить його ЕРС.

Рішення. Схема даного гальванічного елемента:

Анод (−) Mg | Mg2+ || Zn2+ |Zn (+) Катод

Вертикальна лінія позначає поверхню розділу між металом і розчином, а дві лінії – границю розділу двох рідких фаз – пористу перегородку (або сполучну трубку, заповнену розчином електроліту). Магній має менший потенціал (–2,37В) і є анодом, на якому протікає окисний процес:

(А) Mg0 – 2e− = Mg2+

Цинк, потенціал якого –0,763В, – катод, тобто електрод, на якому протікає відновний процес:

(K) Zn2+ + 2e− = Zn0

Рівняння окислювально-відновної реакції, що характеризує роботу даного гальванічного елемента, можна одержати, склавши електронні рівняння анодного і катодного процесів:

Mg0 + Zn2+ = Mg2+ + Zn0

Для визначення ЕРС гальванічного елемента з потенціалу катода треба відняти потенціал анода. Оскільки концентрація іонів у розчинах дорівнює 1 моль/дм3, то ЕРС елемента дорівнює різниці стандартних потенціалів двох його електродів:

ЕРС = Е(K) – Е(A) = Е0(Zn) – Е0(Mg) = –0,763 – (–2,37) = 1,607В.

Контрольні питання

241.В дві посудини з блакитним розчином мідного купоросу помістили в перший цинкову пластинку, а в другий – пластинку зі срібла. В якій посудині колір розчину поступово пропадає? Чому? Складіть електронне і молекулярне рівняння відповідної реакції.

242. Збільшиться, зменшиться або залишиться незмінною маса цинкової пластинки при взаємодії її з розчинами: а) CuSO4; б) MgSO4; в) Pb(NO3)2? Чому? Складіть електронні і молекулярні рівняння відповідних реакцій.

243. При якій концентрації іонів Zn2+ (у моль/дм3) потенціал цинкового електрода буде на 0,015В менше його стандартного електродного потенціалу? Відповідь: 0,31 моль/дм3.

244. Збільшиться, зменшиться або залишиться незмінною маса кадмієвої пластинки при взаємодії її з розчинами: а) AgNO3; б) ZnSO4; в) NiSO4? Чому? Складіть електронні і молекулярні рівняння відповідних реакцій.

245. Марганцевий електрод у розчині його солі має потенціал –1,23В. Обчислить концентрацію іонів Mn2+(у моль/дм3). Відповідь: 2×10–2 моль/дм3.

246. Потенціал срібного електрода в розчині AgNO3 склав 95% від значення його стандартного електродного потенціалу. Чому дорівнює концентрація іонів Ag+ (у моль/дм3)? Відповідь: 0,21 моль/дм3.

247. Складіть схему, напишіть електронні рівняння електродних процесів і обчислить ЕРС мідь-кадміевого гальванічного елемента, у якому [Cd2+]=0,8 моль/дм3, а [Cu2+]=0,01 моль/дм3. Відповідь: 0,687В.

248. Складіть схеми двох гальванічних елементів, в одному з яких мідь був би катодом, а в іншому – анодом. Напишіть для кожного з цих елементів електронні рівняння реакцій, що протікають на катоді й аноді.

249. При якій концентрації іонів Cu2+(у моль/дм3) значення потенціалу мідного електрода стає рівним стандартному потенціалу водневого електрода? Відповідь: 2,985×10–12 моль/дм3.

250. Який гальванічний елемент називається концентраційним? Складіть схему, напишіть електронні рівняння електродних процесів і обчислить ЕРС гальванічного елемента, що складається з пластин срібла, занурених: перша у розчин AgNO3 з концентрацією 0,01моль/дм3, а друга у розчин AgNO3 з концентрацією 0,1 моль/дм3. Відповідь: 0,059В.

251. При якій умові буде працювати гальванічний елемент, електроди якого зроблені з одного металу? Складіть схему, напишіть електронні рівняння електродних процесів і обчислить ЕРС гальванічного елемента, у якому один нікельовий електрод знаходиться в розчині хлориду нікелю з концентрацією 0,001 моль/дм3, а інший такий же електрод – у розчині сульфату нікелю з концентрацією 0,01 моль/дм3. Відповідь: 0,0295 В.

252. Складіть схему, напишіть електронні рівняння електродних процесів і обчислить ЕРС гальванічного елемента, що складається із пластин свінцю та магнію, занурених у розчини своїх солей з концентрацією [Pb2+] = [Mg2+] = 0,01 моль/дм3. Чи зміниться ЕРС цього елемента, якщо концентрацію кожного з іонів збільшити в однакове число разів? Відповідь: 2,244 В.

253. Складіть схеми двох гальванічних елементів, в одному з яких нікель є катодом, а в іншому – анодом. Напишіть для кожного з цих елементів електронні рівняння реакцій, що протікають на катоді й аноді.

254.Залізна і срібна пластини з’єднані зовнішнім провідником і занурені в розчин сульфатної кислоти. Складіть схему даного гальванічного елемента і напишіть електронні рівняння процесів, що відбуваються на аноді і катоді.

255. Складіть схему, напишіть електронні рівняння електродних процесів і обчислить ЕРС гальванічного елемента, що складається з пластин кадмію і магнію, занурених у розчини своїх солей з концентрацією [Mg2+] = [Cd2+] = 1 моль/дм3. Чи зміниться значення ЕРС, якщо концентрацію кожного з іонів понизити до 0,01 моль/дм3? Відповідь: 1,967 В.

256. Складіть схему гальванічного елемента, що складається з пластин цинку і заліза, занурених у розчини їхніх солей. Напишіть електронні рівняння реакцій, що протікають на катоді й аноді. Якої концентрації треба було б взяти розчин заліза (моль/дм3), щоб ЕРС елемента стала рівною нулю, якщо [Zn2+] = 0,001 моль/дм3? Відповідь: 1,12×10–14 моль/дм3.

257. Складіть схему гальванічного елемента, в основі якого лежить реакція, що протікає по рівнянню: Ni + Pb(NO3)2 = Ni(NO3)2 + Pb. Напишіть електронні рівняння анодного і катодного процесів. Обчислить ЕРС цього елемента, якщо [Ni2+] = 0,01 моль/дм3, [Pb2+] = 0,0001 моль/дм3. Відповідь: 0,064 В.

258. Які хімічні процеси протікають на електродах при зарядці і розрядці свинцевого акумулятора?

259. Які хімічні процеси протікають на електродах при зарядці і розрядці нікель–кадмієвого акумулятора?

260. Які хімічні процеси протікають на електродах при зарядці і розрядці залізо–нікельового акумулятора?







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 3195. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия