Дано: реагирующие вещества: Cu – HNO3(разб); рН < 7.
Найти: ЭДС - ?
Решение
Между веществами происходит следующая реакция
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
Схема реакции в ионном виде
Cu0 + H+ + NO3- → Cu2+ + 2NO3- + NO + H2O
Составим схемы полуреакций окисления и восстановления:
Cu0 – 2e → Cu2+ | 3 – окисление;
NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O | 2 – восстановление.
Для 2 и 3 электронов наименьшим кратным является 6
. Коэффициент в полуреакции окисления равен 6 : 2 = 3, а в полуреакции восстановления – 6 : 3 = 2. Сложим полуреакции с учетом найденных коэффициентов:
3Cu0 + 2NO3- + 8H+ → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Запишем уравнение в молекулярном виде:
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы равны:
Е0(Cu2+/Cu) = + 0,337 B;
E0(NO3- + 4H+/NO + 2H2O) = +0,957 В.
HNO3 – окислитель; Cu – восстановитель.
ЭДС = Е0ок-ля – Е0восст-ля;
ЭДС = 0,957 – 0,337 = 0,620 (В).
Так как ЭДС > 0, окислительно-восстановительная реакция может идти самопроизвольно в прямом направлении.
При добавлении к разбавленному раствору азотной кислоты медной стружки происходит растворение металла и выделение бесцветного газа с резким запахом