Металлический проводник, изготовленный из свинца, погружён в 0,01М раствор соли Pb(NO3)2 Рассчитать величину относительно электродного потенциала данного электрода. (Решение → 32773)

Заказ №38834

Металлический проводник, изготовленный из свинца, погружён в 0,01М раствор соли Pb(NO3)2 Рассчитать величину относительно электродного потенциала данного электрода. Пользуясь таблицей стандартных электродных потенциалов, составить схему гальванического элемента, в котором рассматриваемый электрод является анодом. Для выбранного гальванического элемента записать уравнения электродных процессов и уравнение электрохимического процесса. Рассчитать величину ЭДС, приняв электродный потенциал катода равный стандартному. Чему равна стандартная ЭДС?

Решение:

Гальваническими элементами называют устройства, в которых энергия окислительно-восстановительных реакций преобразуется непосредственно в электрическую. Рассмотрим процессы, протекающие при погружении металла в раствор собственных ионов. Металлы имеют кристаллическое строение. В узлах решеток расположены ион - атомы, находящиеся в равновесии со свободными электронам. При погружении металла в раствор начинается сложное взаимодействие металла с компонентами раствора. Наиболее важной реакцией является взаимодействие поверхностных ион - атомов металла, находящихся в узлах решетки, с полярными молекулами растворителя (воды), ориентированными у поверхности электрода. В результате указанного процесса происходит окисление металла, и его сольватированные (гидратированные) ионы переходят в раствор, оставляя в металле электроны, заряд которых не скомпенсирован положительно заряженными ионами в металле: Металл с поверхности становится заряженным отрицательно, а раствор - положительно. Положительно заряженные ионы из раствора притягиваются к отрицательно заряженной поверхности металла. На границе металл - раствор возникает двойной электрический слой (рис.1). 678 Рис.1 Схема металл-раствор Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным потенциалом (ЭП) перехода ионов в раствор растет отрицательный заряд поверхности металла и положительный заряд раствора, что препятствует дальнейшему окислению металла. Наряду с этой реакцией протекает обратная реакция - восстановление ионов металла до атомов. С увеличением скачка потенциала между электродом и раствором скорость прямой реакции падает, а обратной реакции растет. При некотором значении электродного потенциала (φ о ) скорость прямого процесса будет равна скорости обратного процесса. При этом устанавливается равновесие: Для упрощения гидратационную воду обычно в уравнение реакции не включают и его записывают в виде: Равновесие имеет динамический характер, т.е. процессы при равновесии идут с одинаковой скоростью в прямом и обратном направлениях. Потенциал, устанавливающийся в условиях равновесия электродной реакции, называется равновесным электродным потенциалом. Абсолютные значения ЭП экспериментально определить невозможно. Однако можно определить их разность. Для характеристики электродных процессов пользуются относительными значениями ЭП. Для этого находят разность потенциалов измеряемого электрода и электрода, который принят за эталон.