Составьте схему напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента

Гальванический элемент (химический источник тока) – устройство, в котором химическая энергия окислительно-восстановительной реакции превращается в электрическую энергию. Гальванический элемент состоит из двух электродов, различающихся потенциалопределяющими процессами. Электрод, на котором в ходе реакции происходит процесс окисления, называется анодом; электрод, на котором осуществляется восстановление, – катодом.
Схема гальванического элемента
(-) Zn | Zn2+ || Pb2+ | Рb (+)
Значения стандартных электродных потенциалов возьмем из приложения:
φ°(Zn2+/ Zn) = - 0,763 В
φ°(Pb 2+/ Pb) = - 0,126 В
Цинковый электрод имеет меньший потенциал и является анодом . Цинк окисляется и в форме ионов переходит в раствор, на аноде идет реакция:
Zn - 2ē = Zn2+
Свинцовый электрод имеет больший потенциал и является катодом, на катоде восстанавливается свинец:
Pb 2+ + 2ē = Pb
Складывая уравнения анодного и катодного процессов, получаем суммарное уравнение реакции:
Zn + Pb 2+ = Zn2+ + Pb
Вычислим ЭДС элемента:
Е = φ(катода) – φ(анода) = φ(Pb 2+/ Pb) - φ(Zn2+/ Zn)
Электродный потенциал вычисляется по уравнению Нернста:
φ = φ° + 0,059n lg C(Men+)
C(Men+) – концентрация металла в растворе, моль/дм3
n – число электронов, принимающих участие в процессе
Рассчитаем потенциалы:
φ(Pb 2+/ Pb) = φ°( Pb 2+/ Pb) + 0,059n lg С(Pb 2+) = - 0,126 + 0,0592 lg 0,01 =
= - 0,126 – 0,059 = - 0,185 В
φ(Zn2+/ Zn) = φ°( Zn2+/ Zn) + 0,059n lg С(Zn 2+) = - 0,763 + 0,0592 lg 0,01 =
= - 0,763 – 0,059 = - 0,822 В
Е = φ(катода) – φ(анода) = φ(Pb 2+/ Pb) - φ(Zn2+/ Zn) = - 0,185 – ( - 0,822) =
= 0,637 В
Если увеличить концентрацию каждого из ионов в одинаковое количество раз, то на ЭДС не повлияет, так как 0,059n lg [Men+] это значение все равно будет одинаковым и при вычислении ЭДС, из одного значения отнимается другое, поэтому, не влияет на ЭДС.
Ответ