Величина ЭДС (В)и изменение энергии Гиббса (кДж) химической реакции гальванического элемента, состоящего из медного и хлорного электродов, п...
Условие:
Величина ЭДС (В)и изменение энергии Гиббса (кДж) химической реакции гальванического элемента, состоящего из медного и хлорного электродов, погруженных в 1М растворы их солей (Е0(Cu2+/Cu) = 0,34В, Е0(Сl2/Cl–) = 1,36 В, F = 96500 Кл) равны . . .
Решение:
Для определения величины ЭДС (Е) гальванической ячейки можно использовать формулу Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
где: E - величина ЭДС ячейки, E° - стандартный потенциал ячейки, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея (96500 Кл), ln - натуральный логарифм, Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов, возведенное в степень, равную их коэффициентам в уравнении реакции.
Для данной гальванической ячейки с медным и хлорным электродами, уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
Cu + Cl2 -> Cu2+ + 2Cl-
Коэффициенты в данном уравнении указывают, что участвуют 2 электрона.
Так как реакция происходит в 1М растворах, можно считать, что концентрации продуктов и реагентов равны 1.
Теперь можем подставить все значения в формулу Нернста:
E = 0,34 В - (8,314 Дж/(моль·К)) * (298 К) / (2 * 96500 Кл) * ln(1/1)
E = 0,34 В - (8,314 Дж/(моль·К)) * (298 К) / (2 * 96500 Кл) * ln(1)
E = 0,34 В - (8,314 Дж/(моль·К)) * (298 К) / (2 * 96500 Кл) * 0
E = 0,34 В
Таким образом, величина ЭДС данной гальванической ячейки равна 0,34 В.
Что касается изменения энергии Гиббса (ΔG) химической реакции, оно связано с величиной ЭДС следующим образом:
ΔG = -nFΔE
где: ΔG - изменение энергии Гиббса, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея (96500 Кл), ΔE - изменение ЭДС ячейки.
В данном случае, n = 2 и ΔE = 0,34 В, поэтому:
ΔG = -2 * 96500 Кл * 0,34 В
ΔG = -65540 Дж
Таким образом, изменение энергии Гиббса данной химической реакции составляет -65540 Дж (или -65,54 кДж).
