Задачи для самостоятельного решения

Задание 1. Электродные процессы в гальваническом элементе. (Для вашего электрода см. вариант в таблице).

1. Подберите электролит и запишите электродную реакцию.

2. Запишите уравнение Нернста для расчета равновесного электрода и вычислите потенциал данного электрода при Т = 298 К в растворе электролита, если известна активность потенциалоопределяющего иона.

3. Составьте схему гальванического элемента из вашего электрода и стандартного водородного электрода.

4. Вычислите напряжение для составленного гальванического элемента, напишите уравнения электродных процессов и токообразующей реакции.

Таблица вариантов

Номер вари- анта	Элек- трод	Активность иона, моль/л	Номер вари- анта	Элек- трод	Активность иона моль/л
1	Сu^2+/Cu	a(Cu^2+) = 0,003	16	Sn^2+/Sn	a(Sn^2+) = 0,007
2	Cd^2+/Cd	a(Cd^2+) = 0,01	17	Zn^2+/Zn	a(Zn^2+) = 0,08
3	Co^2+/Co	a(Co^2+) = 0,005	18	Ti^2+/Ti	a(Ti^2+) = 0,004
4	Cr^3+/Cr	a(Cr^3+) = 0,05	19	Al^3+/Al	a(Al^3+) = 0,03
5	Fe^2+/Fe	a(Fe^2+) = 0,007	20	V^2+/V	a(V^2+) = 0,003
6	Ni^2+/Ni	a(Ni^2+) = 0,002	21	Вi^3+/Bi	a(Bi^3+) = 0,006
7	Mn^2+/Mn	a(Mn^2+) = 0,006	22	Ga^3+/Ga	a(Ga^3+) = 0,04
8	Pb^2+/Pb	a(Pb^2+) = 0,004	23	Au^+/Au	a(Au^+) = 0,0009
9	Ag^+/Ag	a(Ag^+) = 0,003	24	Cr^2+/Cr	a(Cr^2+) = 0,008
10	Au^3+/Au	a(Au^3+) = 0,0001	25	Os^2+/Os	a(Os^2+) = 0,0006
11	In^3+/In	a(In^3+) = 0,003	26	La^3+/La	a(La^3+) = 0,3
12	Hg^2+/Hg	a(Hg^2+) = 0,004	27	Pt^2+/Pt	a(Pt^2+) = 0,007
13	Pd^2+/Pd	a(Pd^2+) = 0,001	28	Cu^+/Cu	a(Cu^+) = 0,005
14	Fe^3+/Fe	a(Fe^3+) = 0,0005	29	Hg^2+2/Hg	a(Hg^2+2) = 0,005
15	Mo^3+/Mo	a(Mo^3+) = 0,006	30	Tl^+/Tl	a(Tl^+)= 0,002

Задание 2. Даны электроды (см. вариант таблицы).

1. Составьте схему гальванического элемента, подобрав соответствующие электролиты.

2. Напишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде; уравнение суммарной (токообразующей) реакции.

3. Вычислите напряжение гальванического элемента при указанных активностях ионов в растворе.

4. Рассчитайте энтальпию, энергию Гиббса токообразующего процесса в стандартных условиях и напряжение гальванического элемента (двумя способами).

Таблица вариантов

Номер варианта	Электрод I		Электрод II
	полуэлемент	аионов (моль/л)	полуэлемент	аионов (моль/л)
1	Pb^2+/Pb	0,01	Zn^2+/Zn	0,001
2	Ni^2+/Ni	0,01	Pd^2+/Pd	0,005
3	Zn^2+/Zn	0,001	Zn^2+/Zn	0,01
4	Pb^2+/Pb	0,01	Ag^+/Ag	0,1
5	Fe^2+/Fe	0,004	Ni^2+/Ni	0,2
6	Pt / H^+/H2	0,001	Co^2+/Co	0,2
7	Сu^2+/Cu	0,1	Сu^2+/Cu	2,0
8	Fe^2+/Fe	0,1	Ti^2+/Ti	0,005
9	Al^3+/Al	0,01	Sn^2+/Sn	0,025
10	Ag^+/Ag	0,5	Co^2+/Co	0,1
11	Ag^+/Ag	0,1	Cd^2+/Cd	0,01
12	Sn^2+/Sn	1,0	Pb^2+/Pb	0,01
13	Ni^2+/Ni	0,01	Co^2+/Co	0,05
14	Mn^2+/Mn	0,1	Pb^2+/Pb	0,005
15	Zn^2+/Zn	0,05	Ni^2+/Ni	0,1
16	Fe^2+/Fe	0,01	Al^3+/Al	0,1
17	Pt / H^+/H2	0,02	Cr^3+/Cr	1,2
18	Zn^2+/Zn	0,04	Pt/ H^+/H2	0,1
19	Сu^2+/Cu	0,1	Pb^2+/Pb	0,005
20	Bi^3+/Bi	0,06	Co^2+/Co	0,2
21	Ag^+/Ag	0,005	Zn^2+/Zn	0,05
22	Ni^2+/Ni	0,03	Fe^2+/Fe	0,1
23	Zn^2+/Zn	0,5	Сu^+/Cu	0,025
24	Zn^2+/Zn	0,005	Сu^2+/Cu	0,1
25	Mg^2+/Mg	0,025	Сu^2+/Cu	0,025
26	Pt/ H^+/H2	0,001	Pt/ H^+/H2	1,0
27	Pt/ H^+/H2	0,01	Сu^2+/Cu	0,5
28	Pb^2+/Pb	0,005	Pb^2+/Pb	0,0025
29	Co^2+/Co	0,01	Mn^2+/Mn	0,2
30	Сu^2+/Cu	0,01	Ag^+/Ag	0,5

Задание 3. Электролиз водных растворов. Для водного раствора данного электролита (с_в = 1 моль/л).

1. Напишите уравнения процессов, которые идут на электродах при электролизе.

2. Рассчитайте, сколько и каких веществ выделится на катоде и ано-де, если электролиз вести при силе тока, равной I = А, в течение t часов.

3. Определите катодный выход по току.

4. Определите, как будет меняться среда у анода и катода в процессе электролиза.

5. Определите, как изменится анодный процесс, если анод заменить на другой, указанный в таблице.

Таблица вариантов

Номер вари- анта	Электролит	Электроды	I, A	t	Замена электрода
1	CoSO4	Графитовые	5	20 мин	PbO2
2	NiCl2	Графитовые	4	30 мин	Ni
3	ZnSO4	Цинковые	2	40 мин	Графитовые
4	AgNO3	Серебряные	2	1 ч	Графитовые
5	СuSO4	Медные	7	50 мин	Графитовые
6	SnCl2	Оловянные	2	1,5 ч	PbO2
7	Pb(NO3)2	PbO2	6	20 мин	Свинцовые
8	СdSO4	Кадмиевые	8	2 ч	Графитовые
9	Ni(NO3)2	Графитовые	20	0,5 ч	Никелевые
10	MgSO4	Графитовые	10	3 ч	Платина
11	SnSO4	Графитовые	25	0,5 ч	Оловянные
12	CuBr2	Кадмиевые	6	1 ч	Платина
13	Са(NO3)2	Платина	2	20 мин	Графитовые
14	MgCl2	Графитовые	10	6 ч	PbO2
15	Fe(NO3)3	Железные	4	0,5 ч	PbO2
16	NiSO4	Никелевые	20	3 ч	PbO2
17	СdSO4	Графитовые	6	1 ч	Кадмиевые
18	СuSO4	Графитовые	10	120 мин	Медные
19	Al(NO3)3	Графитовые	0,5	20 мин	Платина
20	К2S	Платина	1	10 мин	PbO2
21	SnCl4	Графитовые	25	0,5 ч	Оловянные
22	MnCl2	Марганцевые	3	70 мин	PbO2
23	BaI2	Графитовые	5,2	18 мин	PbO2
24	Cr2(SO4)3	Графитовые	1	15,5 ч	PbO2
25	HgCl2	Ртутные	2	30 мин	PbO2
26	K[Ag(CN)2]	Серебряные	10	90 мин	Платина
27	K[Au(CN)2]	Графитовые	0,5	60 мин	Платина
28	CrCl3	Хромовые	10	110 мин	Платина
29	FeCl2	Платина	3,5	10 мин	Железные
30	Н2[PtCl6]	Платина	2	1 ч	RuO2

приложения

П р и л о ж е н и е 1