По термодинамическим данным рассчитать стандартный электродный потенциал (Таблица 3.3)
Таблица 1.3 Таблица вариантов задачи
Электрод
Ni2+/Ni
Решение
Потенциалом электрода принято считать э.д.с. гальванического элемента, составленного из данного электрода и стандартного водородного электрода, потенциал которого условно принят равным нулю.
Для расчёта э.д.с. составим электрохимическую цепь гальванического элемента, состоящего из искомого и стандартного водородного электродов.
Поскольку нам не известен знак искомого электрода по отношению к стандартному водородному электроду, то составим произвольную электрохимическую цепь гальванического элемента:
Pt/H2/HCl||Ni2+/Ni
Напишем электродные реакции, протекающие в составленном гальваническом элементу
.
На отрицательно заряженном электроде будет протекать реакция окисления
H2 + 2 = 2H+
а на положительно заряженном электроде реакция восстановления Ni2+ + 2 = Ni0
Тогда в составленном гальваническом элементе будет протекать химическая реакция: H2+ Ni2+ = 2H+ + Ni0
Величина стандартной э.д.с. гальванического элемента связана с изменением стандартной энергии Гиббса уравнением:
∆Go = - zFEo,
откуда
Ео = - .
С другой стороны
Ео = - .
Поскольку = 0,
то = - Ео = .
Рассчитаем ∆G0 для реакции, протекающей в гальваническом элементе, по термодинамическим данным по уравнению:
= -
Из таблицы А2 приложения выпишем термодинамические свойства участников реакции.
H+ Ni2+ H2 Ni
-, 0 - 53,14 0 0
, 0 - 126,05 130,52 29,07
Рассчитаем , и для химической реакции, протекающей в составленном гальваническом элементе:
= 2*(H+) + (Ni) – (H2) +(Ni2+) =2*(0)+(0)-(0)+(-53,14)= - 106,28 кДж = - 106280 Дж
= 2*(H+) + (Ni) – (H2) + (Ni2+) =
2*(0)+(29,07)-(130,52)+(- 126,05) = - 227,5
= - 106280 - 298·(- 227,5) = - 38485 Дж
В гальваническом элементе всегда протекает самопроизвольная химическая реакция, для которой < 0