Гальванический элемент составлен из пластин двух металлов Ме(1) и Ме(2), погруженных в растворы собственных

Гальванический элемент составлен из пластин двух металлов Ме(1) и Ме(2), погруженных в растворы собственных солей соль(1) и соль(2) с молярной концентрацией СМ(1) и СМ(2), соответственно. 1. Определите, какой металлический электрод является катодом, какой – анодом. 2. Составьте схему гальванического элемента. 3. Напишите электронные уравнения электродных процессов. 4. Составьте уравнение токообразующей реакции. 5. Рассчитайте величины равновесных потенциалов электродов. 6. Вычислите значение ЭДС гальванического элемента. 7. Укажите направление движения электронов во внешней цепи. Дано: Ме(1) – Cr; Ме(2) – Cu; Соль(1) - CrSO4; Соль(2) - CuSO4; СМ(1), моль/л - 0,01; СМ(2), моль/л - 0,01. Найти: φк; φа; Е - ?

1. φ0(Cr2+/Cr0) = - 0,913 В; φ0(Cu2+/Cu0) = +0,337 В.
Cr0 – анод; Cu0 – катод.
2. (-) А: Cr0 | CrSO4 || CuSO4 | Cu0 :K (+)
|________ 2e _______↑
3. А: Cr0 – 2е → Cr2+ | 1 – окисление;
К: Cu2+ + 2е → Cu0 | 1 – восстановление.
4. Уравнение токообразующей реакции:
Cr0 + CuSO4 = CrSO4 + Cu0.
5 . Равновесные потенциалы вычисляем по уравнению Нернста.
φ(Cr2+/Cr)=φ0(Cr2+/Cr)+0,059n1∙lgCM(CrSO4),
где φ0(Cr2+/Cr0) – стандартный электродный потенциал хрома; - 0,913 В;
п1 – число электронов, участвующих в анодном процессе, равно 2;
СМ(CrSO4) - 0,01 моль/л.
φCr2+/Cr=-0,913+0,0592∙lg0,01=-0,972 (В).
φ(Cu2+/Cu)=φ0(Cu2+/Cu)+0,059n2∙lgCM(CuSO4),
где φ0(Cu2+/Cu0) – стандартный электродный потенциал меди; + 0,337 В;
п2 – число электронов, участвующих в катодном процессе, равно 2;
СМ(CuSO4) - 0,01 моль/л.
φCu2+/Cu=0,337+0,0592∙lg0,01=0,278 (В).
6

. Равновесные потенциалы вычисляем по уравнению Нернста.
φ(Cr2+/Cr)=φ0(Cr2+/Cr)+0,059n1∙lgCM(CrSO4),
где φ0(Cr2+/Cr0) – стандартный электродный потенциал хрома; - 0,913 В;
п1 – число электронов, участвующих в анодном процессе, равно 2;
СМ(CrSO4) - 0,01 моль/л.
φCr2+/Cr=-0,913+0,0592∙lg0,01=-0,972 (В).
φ(Cu2+/Cu)=φ0(Cu2+/Cu)+0,059n2∙lgCM(CuSO4),
где φ0(Cu2+/Cu0) – стандартный электродный потенциал меди; + 0,337 В;
п2 – число электронов, участвующих в катодном процессе, равно 2;
СМ(CuSO4) - 0,01 моль/л.
φCu2+/Cu=0,337+0,0592∙lg0,01=0,278 (В).
6