СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

где n – число электронов, принимающих участие в реакции;
F – постоянная Фарадея, F= 96500 Кл/моль;
Е – ЭДС гальванического элемента.
ΔG 0 298 = – 2 ⋅ 96500 ⋅ 0,04 = –7720 Дж .
Так как ΔG 0 298 < 0 , данную реакцию можно осуществить в направлении
слева направо.
Пример 2. Определите ЭДС гальванической цепи
Fe | 0,1 М FeSO 4 || 0,01 н NaOH | Н 2 , Pt ;
степени электролитической диссоциации FeSO 4 и NaOH соответственно
равны 60 и 100 %.
Решение. Определим концентрацию ионов Fe 2+ в 0,1 М FeSO 4 и
концентрацию ионов Н + в 0,01 н NaOH:
С ион = С электр. ⋅n⋅α; С Fe2+ = 0,1⋅1⋅0,6 = 0,06 моль/л.
Концентрация ионов ОН - и Н + в 0,01н NaOH:
С OH- = 0,01⋅1⋅1 = 0,01 моль/л; С Н+ = 10 -14 /10 -2 = 10 -12 моль/л.
Электродный потенциал железа
E Fe
2 Fe
044 0059 ,
610 044 0059
−2
,
+ =− , + lg ⋅ =− , + ⋅ 1, 2218 =−0, 476 B
/ .
2
2
Электродный потенциал водородного электрода
E −12
2 H + H
= 0 + 0, 059lg 10 = −0, 059⋅12
/
= –0,708 В.
2
В соответствии со значениями электродных потенциалов в гальваническом
элементе водородный электрод будет анодом, а железный – катодом.
Электродвижущая сила
E 2+ − E + = −0, 476 − ( − 0, 708) = 0, 232 B
Fe / Fe 2 H / H
.
2
Пример 3. Вычислите ЭДС газоводородной цепи
Pt, Н 2 / 0,008 н NaOH || 0,006 н НСl / Н 2 , Pt ,
если коэффициенты активности ионов равны: f Н+ = 0,944; f ОН- = 0,916.
Степень диссоциации приведенных электролитов принять равной 100 %.
Решение. Сначала определяем концентрации ионов водорода и
гидроксо-групп в растворах НСl и NaOH, моль/л: С Н+ = 6⋅10 -3 ; С ОН- = 8⋅10 -3 .
Активности ионов равны: а=γ⋅с. Следовательно,
а Н+ = 6⋅10 -3 ⋅0,944 = 5,664⋅10 -3 моль/л.; а ОН- = 8⋅10 -3 ⋅0,916 = 7,328⋅10 -3 моль/л .
По активности ионов ОН - определяем активность ионов Н + в растворе
NaOH:
а Н+ = 10 -14 /(7,328⋅10 -3 ) = 0,136⋅10 -11 моль/л.
По уравнению Нернста вычисляем потенциалы водородных электродов
раствора NaOH:
−11
E 2 H
+ H
= 0, 059 lg 0, 136⋅ 10 = 0, 059( 1135 , − 11) = −0, 700 B ;
/ 2
раствора НСl:
92