6 Гальванический элемент
Задание.
1. Составьте схему гальванического элемента. Материалы электродов и концентрации растворов солей указаны в табл. 10.
2. Рассчитайте электродные потенциалы анодного и катодного процессов, вычислите ЭДС гальванического элемента. Значения стандартных электродных потенциалов приведены в ряду напряжений.
3. Напишете уравнения процессов, протекающих на электродах.
Таблица 10
|
Номер вар. |
Электрод 1 |
Электрод 2 | |||
|
Материал электрода |
Концентрация ионов Men+ в растворе электролита, моль/л |
Материал электрода |
Концентрация ионов Меn+ в растворе электролита, моль/л. | ||
|
1 |
Медь |
0.01 |
Никель |
0,1 | |
|
2 |
Магний |
0,1 |
Медь |
1,0 | |
|
3 |
Олово |
0,01 |
Кадмий |
0,01 | |
|
4 |
Цинк |
0,01 |
Серебро |
0,1 | |
|
5 |
Хром |
0,001 |
Никель |
1,0 | |
|
6 |
Марганец |
0,01 |
Свинец |
0,1 | |
|
7 |
Кобальт |
0,01 |
Железо |
0,01 | |
|
8 |
Медь |
0.1 |
Свинец |
0,01 | |
|
9 |
Алюминий |
0,001 |
Серебро |
0,1 | |
|
10 |
Хром |
0,1 |
Кадмий |
0,1 | |
|
11 |
Железо |
0,1 |
Марганец |
0,01 | |
|
12 |
Магний |
0,01 |
Хром |
0,01 | |
|
13 |
Олово |
0,01 |
Медь |
0.1 | |
|
14 |
Хром |
0.001 |
Железо |
0,1 | |
|
15 |
Цинк |
1,0 |
Цинк |
0,001 | |
|
16 |
Марганец |
0.01 |
Серебро |
0.1 | |
|
17 |
Алюминии |
0,001 |
Свинец |
0,01 | |
|
18 |
Магний |
1,0 |
Серебро |
0,1 | |
|
19 |
Цинк |
1,0 |
Железо |
0,01 | |
|
20 |
Кобальт |
0,01 |
Кадмий |
0,01 | |
|
21 |
Серебро |
0,1 |
Олово |
0,0001 | |
|
22 |
Олово |
0,0001 |
Олово |
0,1 | |
|
23 |
Кобальт |
0,0001 |
Никель |
0,1 | |
|
24 |
Хром |
0,001 |
Олово |
0,1 | |
|
25 |
Кадмий |
0,1 |
Кадмий |
0,0001 | |
|
26 |
Медь |
0,01 |
Кадмий |
0,01 | |
|
27 |
Алюминий |
0,001 |
Свинец |
0,01 | |
|
28 |
Магний |
0,0001 |
Магний |
1,0 | |
|
29 |
Олово |
0,1 |
Свинец |
0,0001 | |
|
30 |
Магний |
1,0 |
Никель |
0,01 | |
Пример. Составьте схему гальванического элемента, в котором электродами являются магниевая и цинковая пластинки, погруженные в растворы их солей с концентрациями ионов Mg2+ и Zn2+, равными 0,01 моль/л. Вычислите ЭДС этого элемента. Напишите уравнения процессов, протекающих на электродах.
Решение. Схема данного гальванического элемента:
(-) Mg/Mg2+ //Zn2+/Zn (+).
Стандартные электродные потенциалы:
Для определения ЭЛС рассчитаем потенциалы анода и катода с учетом концентраций ионов в растворах согласно уравнению Нернста:
ЭДС = катода - анода.
Магниевый электрод является анодом, т.к. имеет меньший потенциал.
Цинковый электрод является катодом. Уравнения процессов, происходящих на электродах:
Анод Mg – 2e = Mg2+ окисление.
Катод Zn2+ + 2e = Zn восстановление.