Составить гальванический элемент из двух оловянных пластин, опущенных в растворы SnCl2. Концентрация одного раствора 0,01 моль/дм3 , другого раствора – 1 моль/л. Составить схему гальванического элемента. Рассчитать ЭДС гальванического элемента. (Решение → 26281)
Заказ №38836
Составить гальванический элемент из двух оловянных пластин, опущенных в растворы SnCl2. Концентрация одного раствора 0,01 моль/дм3 , другого раствора – 1 моль/л. Составить схему гальванического элемента. Рассчитать ЭДС гальванического элемента.
Решение:
Гальваническими элементами называют устройства, в которых энергия окислительновосстановительных 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). Рис.1 Схема металл-раствор Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которая называется электродным потенциалом (ЭП) или потенциалом электрода и обозначается j. По мере 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 ( ) 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. Стандартные электродные потенциалы металлических электродов в водных растворах приведены в справочной литературе. Величины стандартных ЭП металлов (Е) являются мерой восстановительной способности их атомов и мерой окислительной способности ионов металлов. Чем более отрицательное значение имеет потенциал системы Ме/Меn+, тем более сильной восстановительной способностью обладает атом. И наоборот, чем более положителен потенциал металлического электрода, тем более сильной окислительной способностью обладают его ионы. Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Эта зависимость выражается уравнением Нернста: где – стандартный электродный потенциал; n – число электронов, принимающих участие в процессе; – концентрация (при точных вычислениях - активность) гидратированных ионов металла в растворе, моль/дм3 ;
- Для определения в воде NО3 - -ионов используют стандартный раствор KNО3 c T(NO3 − ) = 0,01 мг/ см3 . Пробы в интервале 0,10 ÷ 0,80 см3 обработали необходимыми реактивами, прибавили хромотроповую кислоту и довели до 10,00 см3 концентрированной H2SO4 .
- Для определения меди в цветном сплаве из навески 0,325 г после растворения и обработки аммиаком было получено 250 мл окрашенного раствора, оптическая плотность которого в кювете с толщиной слоя 2 см была 0,254. Определить содержание меди в сплаве (в %), если молярный коэффициент поглощения аммиаката меди равен 423.
- Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза, происходящие при смешивании следующих пар растворов: а) нитрата хрома(Ш) и сульфида натрия ; б) сульфата меди(П) и карбоната калия.
- Определение параметров температурной зависимости скорости химической реакции В таблице 4.2.6 приведены значения констант скоростей k1 и k2 для реакции A (см. таблицу 4.2.1) при температурах T1 и T2, соответственно.
- Составьте молекулярные и молекулярно-ионные реакции взаимодействия между: а) сульфатом меди и гидроксидом натрия; б) сульфитом натрия и серной кислотой; в) сульфатом кадмия и сульфитом натрия.
- Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента и титр йодида калия, 1 литр которого содержит 0,0037 кг йодида калия. Ответ: 0,02 моль/л.
- В реакторе при постоянном объеме V = 1 м3 и температуреТ протекает газофазная реакцияА. В таблице 4.2.1 для этой реакции приведены результаты измерений общего давления реакционной смесиР в зависимости от времени её протекания t.
- ассчитать состав хелатного соединения Cu(II) с диэтилдитиокарбаминатом натрия (ДДК) методом молярных отношений по следующим данным: СNaДДК∙ 105 , моль/л 0, 85 1, 71 2, 56 3, 42 4, 28 5, 14 6, 42 8, 56 10,7 0 12,8 4 А 0,09 1 0,19 6 0,29 6 0,38 8 0,45 8 0,50 2 0,52 0 0,52 5 0,53 1 0,53 3 Постоянная концентрация меди в растворах равна 2,2∙10-5 моль/л.
- Материальные затраты завода по производству мотоциклов в отчетном квартале составили 80 млн. руб., при этом было произведено 1600 мотоциклов мощностью 150 л.с. каждый. Добавленная стоимость к материальным затратам в отпускной цене продукции составила 30%.
- Прибыльное предприятие выпускает продукцию, для производства которой требуется значительное количество комплектующих. Предприятие может закупать их на стороне по цене 150 руб./шт. или производить собственными силами.
- По приведенным ниже данным определить парциальные молярные энтропии железа и меди при 1823 К в сплавах Fe – Cu, содержащих 20, 40, 60 и 80 мас. % меди. Построить графики зависимости полученных величин от состава раствора. x Cu 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 S, Дж / (моль*К) 99 102 102,2 101 98 93
- Фирма «Сигма» приобрела технологическое оборудование на сумму 1 млн руб. Известны следующие условия производства фирмы, тыс. руб.: Цена единицы продукции, выпускаемой на новом оборудовании 50 Стоимость сырья и материалов 30 Переменные расходы, включая расходы по оплате труда 10
- Навеску стали 0,0532 г растворили в кислоте, обработали диэтилдитиокарбаматом и довели объем раствора до 100 мл. Раствор фотометрировали при 328 и 368 нм в кювете с толщиной слоя 2 см.
- На продукцию предприятия «Альфа» существует эластичность спроса по ценам, равная 1,6. Определите, какими могут быть последствия от снижения цены на продукцию предприятия на 2000 руб., если до этого снижения объем продаж составлял 15 тыс. шт. по цене 20 тыс. руб. / шт., а общие затраты — 150 млн руб. (в том числе постоянные — 30 млн руб.) на весь объем производства.