Задачи по общей химии

119
Первый электрод с большим значением потенциала в данном элементе
является катодом, второй – анодом. ЭДС рассчитываем по формуле:
E =
к – а = 0,74 – 0,563 = 0,177 В.
Пример 16.2. Рассчитайте ЭДС элемента Cd
Cd2+||Ni2+Ni при
концентрации ионов Cd2+ и Ni2+, равных соответственно 0,1 и 0,001 моль/л.
Решение. Используя уравнения Нернста и данные табл. 14.1, рассчитываем
электродные потенциалы кадмия и никеля:
Сd2+/Cd = 0Сd2+/Cd +
lg10-3 = -0,403 + 0,0295
 (-3) = -0,4915 В
Ni2+/Ni = 0Ni2+/Ni +
lg10-1 = -0,250 + 0,0295
 (-1) = - 0,2795 В
Так как
Сd2+/Cd < Ni2+/Ni , то токообразующей в этом гальваническом
элементе является реакция Cd0 + Ni2+ = Cd2+ + Ni0. Рассчитываем ЭДС
элемента
E =
Ni2+/Ni – Сd2+/Cd = -0,2795 - (-0,4915 ) = 0,212 В. 
Пример 16.3. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов и
G0х.р., укажите, можно ли в гальваническом элементе осуществить реакцию
Pb2+ + Ti = Pb + Ti2+. Составьте схему гальванического элемента, напишите
уравнения электродных реакций. 
Решение. В соответствии с уравнением реакции схему гальванического
элемента можно представить следующим образом: (–)Ti
Ti2+||Pb2+Pb(+).
Уравнения электродных реакций имеют вид:
на аноде: Ti0 – 2ē
 Ti2+
на катоде: Pb2++ 2ē
 Pb0
Рассчитываем стандартное значение ЭДС:
E 0 =
0к – 0а = 0Pb2+/Pb – 0Ti2+/Ti = –0,126 – (–1,628) = 1,502 B.
Энергию Гиббса рассчитываем по уравнению
G0 = – nE0F= –
2
 1,502 96500 = –289,9 кДж. Так как G0 < 0, токообразующая реакция
возможна.

120
Пример 16.4. Как изменится масса цинковой пластинки при взаимодействии
ее с растворами: а) CuSO4; б) MgSO4; в) Pb(NO3)2? Почему? Составьте
молекулярные и ионные уравнения соответствующих реакций.
Решение. В соответствии со значениями стандартных электродных
потенциалов (табл. 14.1) ионы меди и свинца по отношению к цинку будут
проявлять окислительную активность. При контакте с растворами CuSO4 и
Pb(NO3)2 будут протекать реакции растворения цинка и осаждения
соответствующего металла:
а) CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4;
Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+
б) Pb(NO3)2 + Zn = Pb + Zn(NO3)2;
Pb2+ + Zn = Pb + Zn2+
Один моль эквивалентов цинка (32,69 г/моль) будет замещаться на один
моль эквивалентов меди (31,77 г/моль) или свинца (103,6 г/моль). Учитывая
молярные массы эквивалентов этих элементов, в растворе CuSO4 масса
цинковой пластины будет незначительно уменьшаться, а в растворе Pb(NO3)2 –
заметно увеличиваться.
Стандартный потенциал магния имеет меньшее значение, чем потенциал
цинка (табл. 16.1). Это означает, что ионы магния не могут окислять цинковую
пластинку. Поведение цинка в таком растворе аналогично окислению цинковой
пластинки в воде: Zn – 2ē = Zn2+. Протекание такого процесса приведет к
малозаметному снижению массы цинковой пластинки.

жүктеу/скачать 0.75 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: