ЭДС гальванического элемента состоящего из алюминиевого электрода

Схема гальванического элемента:
А (анод) (-): Al | Al2(SO4)3 || CuSO4 | Cu :К (катод) (+)
На катоде протекает восстановление металла:
(+) Катод: Cu2+ + 2e- → CuEo = +0.337 В
На аноде протекает растворение металла:
(-) Анод: Al - 3e- → Al3+Eo = -1.663 В
Токобразующая реакция:
3Cu2+ + 2Al0 = 3Cu↓ + 2Al3+
Электроны идут по внешней цепи от алюминия к меди, соответственно направления тока обратное: от меди к алюминию.
Рассчитаем ЭДС гальванического элемента, используя уравнение Нернста:
E=E0+2.3RTzFlg[Ox][Red]
где
E — электродный потенциал, В,
E0 — стандартный электродный потенциал, измеряется в вольтах;
R — универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·K);
T — абсолютная температура, K;
F — постоянная Фарадея, равная 96500 Кл·моль−1;
z — число электронов, участвующих в процессе;
[Ox] – концентрация окисленной формы моль/л
[Red] – концентрация восстановленной формы моль/л
Применительно для металла, погруженного в раствор своей соли, формула упрощается до вида:
E=E0+2.3RTzFlg[Ox]
Стандартные потенциалы равны:
Анода:
E(Al/Al3+) = E0(Al/Al3+) + 2.3*R*Tz*F lg[Al3+] = -1.663 + 2.3*8.31*2983*96500 lg[0,1] = -1.663 + 0.02* lg[0,1] = -1,683 В
Катода:
E(Cu/Cu2+) = E0(Cu/Cu2+) + 2.3*R*Tz*F lg[Cu2+] = 0.337 + 2.3*8.31*2982*96500 lg[0,01] = 0.337 + 0.03* lg[0,01] = 0,277 В
ЭДС элемента равен:
Е = Ек-Еа = 0,277 – (-1,683) = 1,96 В
Ответ: Е = 1,96 В