ЭДС гальванического элемента. Задачи 147 — 149

Решение залач на расчет ЭДС гальванического элемента и рН раствора

Видео:Урок 149 (осн). Простейшие задачи на силу тока и напряжениеСкачать

Урок 149 (осн). Простейшие задачи на силу тока и напряжение

 

Видео:Гальванические элементы. Практическая часть. 10 класс.Скачать

Гальванические элементы. Практическая часть. 10 класс.

Определение ЭДС магний-алюминиевого гальванического элемента

 

Задача 147.
Рассчитайте ЭДС гальванического элемента Mg|Mg(NO3)2||Al(SO4)3|Al, если концентрация ионов магния и алюминия в растворах равны 0,01 моль/л и 0,001 моль/л соответственно.
Решение:
Алюминий, потенциал которого (-1,66 В) более электроположительный, чем у магния (-2,38 В)  — катод, т. е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

Al3+ + 3 = Al0

Магний имеет меньший потенциал (-2,38 В) является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

Mg0 — 2 = Mg2+

Уравнение окислительно-восстановительной реакции, характеризующее работу данного гальванического элемента, можно получить, сложив электронные уравнения анодного и катодного процессов, получим:

2Al3+ + 3Mg0 = 2Al0 + 3Mg2+

Для расчета значения потенциалов, используем уравнение Нернста:

Е = Е0 + (0,059/n)lgC, где

Е0 – стандартный электродный потенциал металла; n – число электронов, принимающих участие в процессе; C – концентрация ионов металла в растворе.

Тогда

Е(Al) = -1,66 + (0,059/3)lg0,001 = -1,72 B.
Е(Mg) = -2,38 + (0,059/2)lg0,01 = -2,41 B;

Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вычесть потенциал анода, т е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

ЭДС = -1,72 — (-2,41) = +0,69 B.

Ответ: +0,69 B. 
 


Определение pH исследуемого раствора, зная ЭДС гальванического элемента

 

Задача 148.
ЭДС гальванического элемента, составленного из водородного электрода, погружённого в исследуемый раствор, и электрода, имеющего потенциал Е = +0,337В, равна 0,54В. Определить pH исследуемого раствора. Ответы: 1) 3,5, 2) 7,00, 3) 3,44.
Решение:
Электродный потенциал водородного электрода, погруженного в исследуемый раствор, вычисляется из уравнения:

Е = -0,059pH.

Эная ЭДС гальванического элемента и электродный потенциал катода можно рассчитать электродный потенциал анода, получим:

ЭДС = E(катод) — Е(анод);
Е(анод) — ЭДС = 0,337 — 0,54 = -0.203B.

Теперь рассчитаем рН раствора, в который погружён анод, получим:

E = -0,059pH; pH = E(анод)/(-0,059) = -0.203/-0,059 = 3,44.

Ответ: 3); рН = 3,44.
 


Продукты коррозии железа покрыто висмутом


Задача 149.
Изделие из железа покрыто висмутом. Какой из металлов будет разрушаться при нарушении целостности покрытия? Напишите уравнения реакций происходящих процессов на катоде и аноде. Укажите продукты коррозии.
Решение:
Стандартные электродные потенциалы железа и висмута равны соответственно -0,44 В и +0,215 В.  Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет железо.
Железо имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,44 В), чем висмут (+0,215 В), поэтому оно является анодом, висмут – катодом.
а) Коррозия пары металлов Fe/Bi в атмосфере влажного газа

Анод:          Fe – 2  = Fe2+ 
Катод:         1/2O2 + H2O + 2 = 2ОН

Схема коррозии:

Fe + 1/2O2 + H2O = Fe(OH)2

Так как ионы Fe2+ с гидроксид-ионами ОН образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH)2:

2+  + 2OH = Fe(OH)2.

Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

2Fе(ОН)2(тв.) +  1/2О2(г.) + Н2О(ж.)  = Fе2О3 . хН2О (тв.).

Таким образом, продуктом коррозии пары металлов Fe/Bi в атмосфере влажного газа является ржавчина 2О3 . хН2О.


 

🎥 Видео

Гальванические элементы. 1 часть. 10 класс.Скачать

Гальванические элементы. 1 часть. 10 класс.

Урок 148 (осн). Электрическое напряжение. ВольтметрыСкачать

Урок 148 (осн). Электрическое напряжение. Вольтметры

Задачи на гальванический элемент. Продукты в ОВР. Ч.5-4.Скачать

Задачи на гальванический элемент. Продукты в ОВР. Ч.5-4.

Урок 147 (осн). Сила тока. Единицы силы тока. АмперметрыСкачать

Урок 147 (осн). Сила тока. Единицы силы тока. Амперметры

Разбор схемы гальванического элементаСкачать

Разбор схемы гальванического элемента

Гальванические элементы. 2 часть. 10 класс.Скачать

Гальванические элементы. 2 часть. 10 класс.

#149. НОВЫЙ ТИП «ЭКОНОМИЧЕСКИХ» ЗАДАЧ!Скачать

#149. НОВЫЙ ТИП «ЭКОНОМИЧЕСКИХ» ЗАДАЧ!

Гальванические элементы. 10 класс.Скачать

Гальванические элементы. 10 класс.

Составление схемы и вычисление ЭДС гальванического концентрационного элемента | Уравнение НернстаСкачать

Составление схемы и вычисление ЭДС гальванического концентрационного элемента | Уравнение Нернста

Гальванический элементСкачать

Гальванический элемент

Технологический институт - гальванический элемент, электролиз, коррозия. Задачи.Скачать

Технологический институт -  гальванический элемент, электролиз, коррозия. Задачи.

Электрохимия. Гальванический элемент Даниэля-ЯкобиСкачать

Электрохимия. Гальванический элемент Даниэля-Якоби

Урок 151 (осн). Зависимость силы тока от напряжения. Закон ОмаСкачать

Урок 151 (осн). Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома

Задачи ЭДССкачать

Задачи ЭДС

Гальванические элементыСкачать

Гальванические элементы

Урок 256. Закон Ома для полной (замкнутой) цепи.Скачать

Урок 256. Закон Ома для полной (замкнутой) цепи.

Гальванический элементСкачать

Гальванический элемент

Уравнение Нернста. Задачи на расчет потенциалов. Продукты в ОВР. Ч.5-2.Скачать

Уравнение Нернста. Задачи на расчет потенциалов. Продукты в ОВР. Ч.5-2.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии