Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Газовых электродов

Читайте также:
  1. IV. Специальные требования к эксплуатации сетей газораспределения и газопотребления газотурбинных и парогазовых установок
  2. ГАЗ-14. Расчет инжекционных газовых горелок
  3. ГАЗ-5.Гидравлический расчет кольцевых газовых сетей высокoro (cpeднero) давления.
  4. Гидравлический расчет газовых сетей высокого и среднего давления
  5. Достоинства газовых пистолетов
  6. Заложение скважин для оценки размеров газовых и нефтегазовых залежей по методу В.П. Савченко

1. Вычислите потенциал цинкового электрода при 298К в 150 мл раствора, содержащего 1,2 г цинка сульфата ZnSO4. Кажущаяся степень диссоциации соли в растворе равна 60%.

Решение. Вначале рассчитываем молярную концентрацию раствора цинка сульфата:

Сμ(ZnSO4) = = = 0,0496 моль/л.

В данном примере молярная концентрация раствора цинка сульфата не совпадает с молярной концентрацией ионов Zn2+, т.к. кажущаяся степень диссоциации соли равна 0,6. Молярная концентрация ионов цинка в растворе составит:

Сμ(Zn2+) = a×Cμ(ZnSO4) = 0,6∙0,0496=0,0298 (моль/л).

Потенциал цинкового электрода определяется уравнением Нернста (уравнение 9 теоретической части раздела):

jZn2+/ Zn = j0Zn2+/ Zn + ℓn a(Zn2+).

В случае разбавленных растворов при вычислении электродного потенциала в уравнении Нернста вместо активности потенциалопределяющего иона можно использовать его молярную концентрацию. Учтем также и стандартные условия измерения электродного потенциала, тогда:

jZn2+/ Zn = j0 Zn2+/ Zn + ℓg Сμ(Zn2+);

jZn2+/ Zn = –0,763 + 0,0296∙ℓg0,0298 = –0,763 – (0,0296∙1,526) = 0,808 (В).

Значение стандартного электродного потенциала цинка j0 Zn2+/Zn взято из таблицы № 1 Приложения.

Ответ: jZn2+/ Zn = 0,808 В.

2. Потенциал серебряного электрода, погруженного в насыщенный раствор соли серебра бромида при 298К, равен 0,435 В (относительно стандартного водородного электрода). Вычислите активность ионов серебра в растворе, если j0Аg+/ Ag= 0,799 В.

Решение. Потенциал серебряного электрода определяется из уравнения Нернста:

jAg+/ Ag = j0 Ag+/ Ag + ℓn a(Ag+) = 0,799 + 0,0591∙ℓg a(Ag+),

Из этого уравнения следует, что

ℓg a(Ag+) = = -6,159 = -7+0,841;

a(Ag+) = 10-7∙6,934 = 6,934∙10-7.

Ответ: a(Ag+) = 6,934∙10-7 моль/кг.

3. Рассчитайте равновесный потенциал хлорного газового электрода, на котором при температуре 298 К установилось равновесие:

Cl2 + 2ē <=> 2Cl

при парциальном давлении газообразного хлора P̃(Cl2) = 10 кПа и активности хлорид-ионов а(Cl) = 1∙10-2 моль/кг.

Решение. Величина равновесного электродного потенциала электрохимической системы рассчитывается по уравнению Нернста, причем, для газообразного электрода оно имеет вид: φCl2/2Cl - = φ0 Cl2/2Cl- + ℓn .

Решим это уравнение, предварительно найдя в Таблице № 1 Приложения значение стандартного электродного потенциала хлора φ0 Cl2/2Cl- = 1,39 В:

φ Cl2/2Cl- = 1,39 + ℓg = 1,39 + = 1,39 + 0,177 = 1,567 В.

Ответ: φ Cl2/2Cl- = 1,567 В.

4. Рассчитайте равновесный потенциал стандартного водородного электрода, погруженного при температуре 298 К в кислотный раствор с рН, равным 3,5.

Решение. Для измерения рН водных растворов используют в качестве электрода сравнения стандартный водородный электрод Н2|2Н+, потенциал которого при стандартных условиях φ0Н2|2Н+ (Т = 298 К, Р = 101 кПа) принят равным нулю. Если активность ионов водорода в исследуемом растворе отлична от 1 моль/кг, то значение равновесного электродного потенциала водородного электрода можно определить по уравнению Нернста:

φН2|2Н+0Н2|2Н+ + ℓn .

В этом уравнении:

φ0Н2|2Н+ = 0, сомножитель RT∙2,303/F = 0,0591, N ē = 2 (2H+ + 2ē = H2)и тогда

φН2|2Н+= ℓg a2+).

Из уравнения рН = -ℓg a+) найдем ℓg a+) = - рН = -3,5 = -4 + 0,5, следовательно, а(Н+) = 10-4∙3,16 = 0,3∙10-3 (моль/кг).

Теперь решим уравнение Нернста: φН2|2Н+= 0,0295∙ℓg(0,3∙10-3)2= -0,208 (В).

Ответ: φН2|2Н+= -0,208 В.

5. Определите, при какой концентрации (моль/кг) ионов Fe2+ потенциал железного электрода φFe|Fe2+при стандартных условиях станет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала. Коэффициент активности ионов железа Fe2+ равен 0,752.

Решение. Потенциал железного электрода для равновесного процесса Fe -2ē <=>Fe2+ определяется по уравнению Нернста

φFe|Fe2+ 0Fe|Fe2+ + ℓn .

Поскольку величина стандартного железного электрода, согласно Таблице № 1 Приложения, равна 0,44 В, то уменьшение величины потенциала на 0,015 В приходится на второе слагаемое в указанной формуле, следовательно,

ℓn = -0,015.

Решим это уравнение, имея в виду, что при стандартных условиях сомножитель RT∙2,303/F = 0,0591, Ne = 2, и тогда

ℓg a(Fe2+) =- = -0,508 = -1 + 0,492; a(Fe2+) = 10-1∙3,1 = 0,31 (моль/кг).

Зная, что активность ионов в растворе равна произведению коэффициента активности на моляльную концентрацию, несложно рассчитать теперь искомую концентрацию ионов железа в растворе:

a(Fe2+) = f(Fe2+)∙Cm(Fe2+), следовательно, Cm(Fe2+) = a(Fe2+)/f(Fe2+) и тогда

Cm(Fe2+) = 0,31/0,752 = 0,41 (моль/кг).

Ответ: При уменьшении концентрации ионов Fe2+ в растворе до 0,41 моль/кг потенциал электрода уменьшится на 0,015 В.

 


Дата добавления: 2015-07-11; просмотров: 374 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Правила определения степени окисления (n) атома в сложном соединении. | Правила уравнивания окислительно-восстановительных реакций. | Б. Электрохимические процессы в гальваническом элементе | Окислительно-восстановительных процессах | Восстановительных реакций | Потенциалов реагентов и энергии Гиббса | А. Домашнее задание №6 для закрепления навыков решения задач | Отношению к стандартному водородному электроду) при 298 К |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Реагентов окислительно-восстановительного процесса| Гальванических элементов

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)