Гальванический элемент

Задание 1. Даны два электрода (см. вариант в табл. 12).

1. Запишите уравнение Нернста для расчета электродного потенциала и вычислите его значение для каждого электрода в растворе электролита при заданных условиях и Т=298 К.

2. Запишите электрохимическую систему (гальванический элемент), уравнения электродных реакций (на катоде и аноде), суммарной (токообразующей) реакции, определяющих работу этого элемента.

3. Рассчитайте равновесное напряжение составленного гальванического элемента.

Стандартные электродные потенциалы электродов приведены в приложении 6.

Т а б л и ц а 12

Номер варианта	Электрод I		Электрод II
	схема электрода	, моль/л	схема электрода	рН раствора	() мм рт. cт.
1	Ag^+ | Ag	0,01	Н2О, ОН^–| О2, Pt	8	0,5
2	Fe^2+| Fe	0,05	Н2О, ОН^–| О2, Pt	5	0,5
3	Cu^2+ | Cu	0,02	Н^+| Н2, Pt	4	0,5
4	Co^2+| Co	0,01	Н2О, ОН^–| О2, Pt	9	0,25
5	Ni^2+| Ni	0,03	Н2О, ОН^–| О2, Pt	2	0,7
6	Fe^2+| Fe	0,05	Н^+| Н2, Pt	3	1,5
7	Pb^2+| Pb	0,02	Н^+| Н2, Pt	9	0,5
8	Bi^3+ | Bi	0,03	Н^+| Н2, Pt	4	0,2
9	Sn^2+ | Sn	0,04	Н2О, ОН^–| О2, Pt	2	1,2
10	Cr^2^+ | Cr	0,02	Н2О, ОН^–| О2, Pt	3	0,4

О к о н ч а н и е т а б л. 12

Номер варианта	Электрод I		Электрод II
	схема электрода	, моль/л	схема электрода	рН раствора	() мм рт. cт.
11	Cr^3+ | Cr	0,01	Н^+| Н2, Pt	11	0,4
12	Ti^3+ | Ti	0,03	Н^+| Н2, Pt	5	0,9
13	In^3+ | In	0,01	Н2О, ОН^–| О2, Pt	1	0,2
14	Cu^+ | Cu	0,02	Н2О, ОН^–| О2, Pt	2	0,7
15	Mn^2+ | Mn	0,01	Н^+| Н2, Pt	12	0,3
16	Ti^2+ | Ti	0,04	Н^+| Н2, Pt	5	1,5
17	Cd^2+ | Cd	0,05	Н^+| Н2, Pt	9	0,5
18	Zn^2+ | Zn	0,5	Н2О, ОН^–| О2, Pt	2	0,7
19	Mg^2+ | Mg	0,02	Н^+| Н2, Pt	4	1,2
20	Al^3+ Al	0,03	Н^+| Н2, Pt	8	0,5
21	Ag^+ | Ag	0,05	Н2О, ОН^–| О2, Pt	5	0,5
22	Fe^2+| Fe	0,01	Н2О, ОН^–| О2, Pt	8	0,5
23	Sb^3+ | Sb	0,04	Н2О, ОН^–| О2, Pt	5	0,8
24	W^3+ | W	0,01	Н2О, ОН^–| О2, Pt	12	0,1
25	Mo^3+ | Mo	0,03	Н^+| Н2, Pt	6	0,4

Задание 2. Гальванический элемент составлен из двух металлических электродов (см. вариант в табл. 13).

1. Подберите электролиты (см. приложение 7) и запишите электрохимическую систему (гальванический элемент).

2. Запишите уравнения электродных реакций и суммарной реакции, определяющие работу гальванического элемента.

3. Рассчитайте равновесное напряжение гальванического элемента, составленного из указанных электродов с учетом активности потенциалопределяющих ионов (а).

4. Рассчитайте энергию Гиббса, используя равновесное напряжение гальванического элемента.

Т а б л и ц а 13

Номер варианта	Электрод I	Электрод II	Активность потенциал определяющих ионов а, моль/л
			электрода I	электрода II
1	Ga^3+Ga	Ag^+ | Ag	0,1	0,01
2	Pd^2+ | Pd	Cr^3+ | Co	0,2	0,05
3	Au^3+ | Au	Cd^2+ | Cd	0,01	0,5
4	Sn^2+  Sn	Ag^+  Ag	0,2	0,001
5	Au^3+ | Au	Sn^2+ | Sn	0,005	1,5
6	Ag^+ | Ag	Mg^2+ | Zn	0,02	0,5
7	Cu^+ | Cu	Ti^2+ | Ti	0,05	0,2
8	Cr^3+Cr	Sn^2+ | Sn	0,03	1,2
9	Ni^2+ | Ni	Al^3+ | Al	0,05	1,3
10	Mg^2+ | Mg	In^3+ | In	1,7	0,05
11	Pb^2+ | Pb	Au^3+ | Au	0,02	0,003
12	Cd^2+ | Cd	Cr^3+ | Cr	0,8	0,2
13	Zn^2+ | Zn	Sb^3+ | Sb	0,002	0,03
14	Pd^2+ | Pd	Ga^3+ Ga	0,01	1,0
15	Fe^2+ | Fe	Sb^3+ | Sb	0,02	0,2
16	In^3+| In	Cо^2+ | Cо	0,2	0,005
17	Ti^2+ | Ti	Fе^3+ | Fe	0,05	1,5
18	Ga^3+ | Ga	Zn^2+| Zn	0,8	0,5
19	Cr^3+| Cr	Ag^+ Ag	0,7	0,1
20	Cd^2+| Cd	Fe^3+| Fe	0,5	0,02

О к о н ч а н и е т а б л. 13

Номер варианта	Электрод I	Электрод II	Активность потенциал определяющих ионов а, моль/л
			электрода I	электрода II
21	Cu^2+| Cu	Au^3+ | Au	2,0	0,001
22	V^2+ | V	Sn^4+| Sn	0,04	0,5
23	Bi^3+  Bi	Cu^2+| Cu	0,5	0,05
24	Pb^2+ Pb	Ga^3+Ga	0,5	0,1
25	Mo^3+| Mo	Zn^2+| Zn	0,01	0,9