Вычислить ЭДС гальванической цепи, которая собрана из кадмиевой пластины, погруженной в раствор CdCl с концентрацией 0,001 моль/л, и серебря...
Условие:
Вычислить ЭДС гальванической цепи, которая собрана из кадмиевой пластины, погруженной в раствор CdCl с концентрацией 0,001 моль/л, и серебряной пластины, опущенной в раствор сульфата серебра с концентрацией 0,001 моль/л. Температура 22°С.
Решение:
Для вычисления ЭДС гальванической цепи можно использовать уравнение Нернста:
E = E° - (RT / nF) * ln(Q)
где E - ЭДС гальванической цепи, E° - стандартный потенциал реакции, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль), ln - натуральный логарифм, Q - отношение концентраций продуктов и реагентов.
Для данной гальванической цепи реакция на кадмиевой пластине будет выглядеть следующим образом:
Cd(s) + 2Cl-(aq) → CdCl2(aq) + 2e-
А на серебряной пластине:
Ag2+(aq) + 2e- → 2Ag(s)
Стандартные потенциалы реакций можно найти в таблицах. Для данной цепи они составляют:
E°(Cd2+(aq) + 2e- → Cd(s)) = -0,403 В E°(Ag2+(aq) + 2e- → 2Ag(s)) = 0,799 В
Теперь можем вычислить ЭДС гальванической цепи:
E = E°(Ag2+(aq) + 2e- → 2Ag(s)) - E°(Cd2+(aq) + 2e- → Cd(s)) - (RT / nF) * ln(Q)
Поскольку концентрации растворов равны 0,001 моль/л, Q = [Cd2+]/[Ag2+] = 0,001/0,001 = 1.
Подставляя все значения в уравнение, получаем:
E = 0,799 В - (-0,403 В) - (8,314 Дж/(моль·К) * 295 К / (2 * 96 485 Кл/моль)) * ln(1)
E = 1,202 В
Таким образом, ЭДС гальванической цепи составляет 1,202 В при температуре 22°С.
