Вычислите ЭДС свинцово-никелевого гальванического элемента в котором концентрация ионов Pb²+ и Ni²+= 0.1 моль/л.какой металл можно взять вм...
Условие:
Вычислите ЭДС свинцово-никелевого гальванического элемента в котором концентрация ионов Pb²+ и Ni²+= 0.1 моль/л.какой металл можно взять вместо Ni чтобы получить большее значение ЭДС. Укажите процессы протекающие на аноде и катоде при работе этого гальванического элемента
Решение:
Для вычисления ЭДС свинцово-никелевого гальванического элемента можно использовать формулу Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
где E - ЭДС элемента, E° - стандартный потенциал элемента, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея, Q - отношение активностей продуктов и реагентов.
Для свинцово-никелевого гальванического элемента реакции на аноде и катоде можно записать следующим образом:
Анод: Pb(s) → Pb²+(aq) + 2e^- Катод: Ni²+(aq) + 2e^- → Ni(s)
Стандартные потенциалы для этих полуреакций можно найти в таблицах стандартных потенциалов. Для свинца (Pb) E° = -0.13 В, а для никеля (Ni) E° = -0.25 В.
Подставляя значения в формулу Нернста, получим:
E = (-0.13 В) - (8.314 Дж/(моль·К) * 298 К / (2 * 96485 Кл/моль)) * ln(0.1/1)
E ≈ -0.13 В - 0.025 В ≈ -0.155 В
Теперь рассмотрим, какой металл можно взять вместо никеля, чтобы получить большую ЭДС. Для этого нужно найти металл с более положительным стандартным потенциалом, чем у никеля (-0.25 В).
Например, можно использовать цинк (Zn), у которого стандартный потенциал E° = -0.76 В. Подставляя значения в формулу Нернста, получим:
E = (-0.13 В) - (8.314 Дж/(моль·К) * 298 К / (2 * 96485 Кл/моль)) * ln(0.1/1)
E ≈ -0.13 В - 0.025 В ≈ -0.155 В
Таким образом, заменяя никель на цинк, можно получить большую ЭДС для данного гальванического элемента.
На аноде будет протекать реакция: Pb(s) → Pb²+(aq) + 2e^- На катоде будет протекать реакция: Zn²+(aq) + 2e^- → Zn(s)
