Рассчитайте ЭДС гальванического элемента при 298 К, состоящего из медного электрода, погруженного в 0,1 М раствор сульфата меди(II) и медного электрода, погруженного в 0,5 М раствор сульфата меди. Стандартный электродный потенциал полуреакции:
Сu2+ + 2e– → Cu0 E° = + 0,34 В;
Для расчета ЭДС гальванического элемента можно использовать формулу Нернста:
E = E° - (RT / nF) * ln(Q)
где:
E - ЭДС гальванического элемента,
E° - стандартный электродный потенциал полуреакции,
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
T - температура в Кельвинах (298 К),
n - количество электронов, участвующих в реакции (в данном случае 2),
F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль),
ln - натуральный логарифм,
Q - отношение концентраций продуктов и реагентов в реакции.
Для данного гальванического элемента у нас две полуреакции:
Cu2+ + 2e– → Cu0 E° = + 0,34 В
Так как оба электрода погружены в растворы сульфата меди, концентрации продуктов и реагентов в реакции будут равны и составят 0,1 М и 0,5 М соответственно.
Теперь можем рассчитать ЭДС гальванического элемента:
E = 0,34 - (8,314 * 298 / (2 * 96485)) * ln(0,1 / 0,5)
E ≈ 0,34 - 0,025 * ln(0,2)
E ≈ 0,34 - 0,025 * (-1,609)
E ≈ 0,34 + 0,04022
E ≈ 0,38022 В
Таким образом, ЭДС гальванического элемента составляет примерно 0,38022 В при 298 К.
