Составление схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь служила бы катодом, а в другом — анодом

Задача 650.

Составить схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь служила бы катодом, а в другом — анодом. Написать уравнения реакций, происходящих при работе этих элементов, и вычислить значения стандартных Э. Д.С.

Решение:
а) Гальванический элемент, в котором медь служит катодом.
Схема гальванического элемента:

Вертикальная линейка обозначает поверхность раздела между металлом и раствором, а две линейки – границу раздела двух жидких фаз – пористую перегородку (или соедини-тельную трубку, обычно, заполненную раствором электролита). Железо имеет меньший потенциал (-0,44В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

Fe⁰ — 2 = Fe²⁺

Медь, потенциал которой +0,34 В, — катод, т. е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

Cu²⁺ + 2 Cu⁰

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

Fe⁰ + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu⁰

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:

E₁ = _Cu — _Fe;
E1 = -44 — (+33) = -0,78B.

б) Гальванический элемент, в котором медь служит катодом.

Схема гальванического элемента:

Медь имеет меньший потенциал (+0,34В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

Cu⁰ + 2 = Cu²⁺

Ртуть, потенциал которой +0,86В, — катод, т.е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

 Hg²⁺ — 2 + Hg⁰

Рассчитаем ЭДС данного элемента:

E₂ =_Hg — _Cu;
E₂ + +o,86 — (+0,34) = 0,52B.

Задача 651.
В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи следующих гальванических элементов: 

если все растворы электролитов одномолярные? Какой металл будет растворяться в каждом из этих случаев?
Решение:
а)

Поскольку потенциал магния меньше потенциала свинца, то магниевый электрод будет служить отрицательным полюсом (электродом) и электроны будут перемещаться во внешней цепи от магниевого электрода к свинцовому электроду. Следовательно, магний в данном случае будет растворяться.
б) 

Поскольку потенциал свинца меньше потенциала меди, то свинцовый электрод будет служить отрицательным полюсом (электродом) и электроны будут перемещаться во внешней цепи от свинцового электрода к медному электроду. Следовательно, свинец в данном элементе будет растворяться.
в)

Поскольку потенциал меди меньше потенциала серебра, то медный электрод будет служить отрицательным полюсом (электродом) и электроны будут перемещаться во внешней цепи от медного электрода к серебряному электроду. Следовательно, медь в данном элементе будет растворяться.

Ответ:  а) от Mg к Pb; б) от Pb к Cu; в) от Cu к Ag.