Составьте схему гальванического элемента из металлических электродов М1 и М2

По справочным данным (таблица 47 в приложении) находим стандартные электродные потенциалы железа и меди:
EFe2+/Fe0 = -0,44 В
ECu2+/Cu0 = +0,34 В
Потенциалы электродов, отличные от стандартных (при заданных концентрациях ионов), рассчитываются по уравнению Нернста:
EMen+/Me= EMen+/Me0+ 0,059nlg[Men+] , где
EMen+/Me0- стандартный электродный потенциал, В;
[Men+]- концентрация катионов металла, моль/л;
n – число электронов в электродной реакции.
ECu2+/Cu= ECu2+/Cu0+ 0,059nlgCu2+=0,34+ 0,0592lg0,1=0,3105 В
EFe2+/Fe= EFe2+/Fe0+ 0,059nlgFe2+=-0,44+ 0,0592lg0,1=-0,4695 В
Т.к . ECu2+/Cu>EFe2+/Fe, то в данном гальваническом элементе медь является катодом, железо – анодом. Схема гальванического элемента:
А (-) Fe | Fe2+ || Cu2+ | Cu (+) К
Уравнения электродных процессов:
А (-): Fe – 2е- → Fe2+ - анодное окисление
K (+):Cu2+ + 2е- → Cu0 - восстановление на катоде
Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu0 – уравнение токообразующей реакции
1 способ расчета ЭДС
ЭДС= Екатода-Еанода= ECu2+/Cu -EFe2+/Fe =0,3105--0,4695= 0,78 В
2 способ расчета ЭДС
По формуле:
ЭДС=- ∆G2980 ∙ 103nF , где
n-число электронов;
F- постоянная Фарадея;
∆G2980- изменение энергии Гиббса для токообразующей реакции
По справочным данным (таблица 42 в приложении):
∆G2980Cu2+=65,56 кДж/моль
∆G2980Fe2+=-84,88 кДж/моль
Изменение энергии Гиббса для простых веществ (Fe и Cu) равно 0.
Тогда, изменение энергии Гиббса для токообразующей реакции:
∆G2980= ∆G2980(продуктов)-∆G2980(исходных в-в)
∆G2980=∆G2980Fe2+-∆G2980Cu2+= -84,88-65,56=-150,44 кДж
Находим ЭДС:
ЭДС=- (-150,44) ∙ 1032∙96485= 0,78 В