рассчитайте энтальпию, энергию Гиббса токообразующего процесса и электродвижущую силу гальванического элемента; Cr3+ Cr Mg2+ Mg
Условие:
Решение:
Для расчета энтальпии, энергии Гиббса и электродвижущей силы гальванического элемента, нам понадобятся данные о стандартных электродных потенциалах (E°) и стандартных энтальпиях образования (ΔH°) соответствующих веществ.
Стандартные электродные потенциалы (E°) для реакций, которые ты указал, можно найти в таблицах стандартных потенциалов. Вот значения для данных реакций:
Cr3+ + 3e- → Cr: E° = -0.74 В Mg2+ + 2e- → Mg: E° = -2.37 В
Теперь, чтобы рассчитать энтальпию (ΔH°) токообразующего процесса, мы можем использовать следующую формулу:
ΔH° = -nFE°
где ΔH° - стандартная энтальпия реакции, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль), E° - стандартный электродный потенциал.
Для реакции Cr3+ + 3e- → Cr, n = 3, поэтому:
ΔH°(Cr) = -3 * 96,485 Кл/моль * (-0.74 В) = 215.5 КДж/моль
Для реакции Mg2+ + 2e- → Mg, n = 2, поэтому:
ΔH°(Mg) = -2 * 96,485 Кл/моль * (-2.37 В) = 454.4 КДж/моль
Теперь, чтобы рассчитать энергию Гиббса (ΔG°) токообразующего процесса, мы можем использовать следующую формулу:
ΔG° = ΔH° - TΔS°
где ΔG° - стандартная энергия Гиббса реакции, ΔH° - стандартная энтальпия реакции, T - температура в Кельвинах, ΔS° - стандартная энтропия реакции.
Для простоты предположим, что ΔS° для обеих реакций равна нулю. Тогда:
ΔG°(Cr) = ΔH°(Cr) = 215.5 КДж/моль ΔG°(Mg) = ΔH°(Mg) = 454.4 КДж/моль
Наконец, чтобы рассчитать электродвижущую силу (ЭДС) гальванического элемента, мы можем использовать следующую формулу:
ЭДС = E°(окислитель) - E°(восстановитель)
где ЭДС - электродвижущая сила, E°(окислитель) - стандартный электродный потенциал окислительной полуреакции, E°(восстановитель) - стандартный электродный потенциал восстановительной полуреакции.
Для данных реакций:
ЭДС = E°(Cr3+ → Cr) - E°(Mg2+ → Mg) = (-0.74 В) - (-2.37 В) = 1.63 В
Итак, энтальпия токообразующего процесса для реакции Cr3+ + 3e- → Cr составляет 215.5 КДж/моль, энергия Гиббса равна 215.5 КДж/моль, а электродвижущая сила гальванического элемента составляет 1.63 В.