Вопрос, который вызвал трудности
Рассчитать ЭДС гальванического элемента, составить уравнение электродных процессов и окислительно-восстановительной реакции и схему элемента при следующих условиях
[Zn2 +] = 1 моль / л
[Cu2 +] = 0,01 моль / л
Ответ экспертов Учись.Ru
Чтобы дать полноценный ответ, был привлечён специалист, который хорошо разбирается в теме «ЕГЭ (школьный)». Ваш вопрос звучал так: Рассчитать ЭДС гальванического элемента, составить уравнение электродных процессов и окислительно-восстановительной реакции и схему элемента при следующих условиях [Zn2 +] = 1 моль / л [Cu2 +] = 0,01 моль / л
После обсуждения с другими специалистами сервиса мы пришли к выводу, что правильный ответ на ваш вопрос будет звучать следующим образом:
Э.д.с. гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: э.д.с. Е = Eк – Еа
Zn2+ +2ē ⇆ Zn , Е° = –0,76 В
Сu2+ +2ē ⇆ Cu , Е° = +0.34 В
При стандартной конц-и (1М) берем справочные данные: Е° (Zn2+|Zn) = –0,76 В
При конц-ях растворов С≠1М считаем электродные потенциалы по уравнению Нернста:
E(Сu2+|Сu) = E°(Сu2+|Сu) + 0,059 lg[Сu2+]/n =
= 0,34 +0,059 lg[0,01]/2 = 0,281 В
E(Сu2+|Сu) > Е°(Zn2+|Zn) поэтому при замыкании цепи Сu2+|Сu будет катодной полуячейкой, а Zn2+|Zn анодной.
Уравнения электродных процессов:
(К–) Сu2+ +2ē → Cu восстановление
(А+) Zn –2ē → Zn2+ окисление
ОВР: Сu2+ + Zn → Cu + Zn2+
Схема элемента:
(А+) Zn(к) | Zn2+ (1М) || Сu2+ (0,01М) | Сu(к) (К–)
Осталось посчитать э.д.с.:
э.д.с. Е = Eк – Еа= 0,281 – (–0,76 В) = 1,041 В
Zn2+ +2ē ⇆ Zn , Е° = –0,76 В
Сu2+ +2ē ⇆ Cu , Е° = +0.34 В
При стандартной конц-и (1М) берем справочные данные: Е° (Zn2+|Zn) = –0,76 В
При конц-ях растворов С≠1М считаем электродные потенциалы по уравнению Нернста:
E(Сu2+|Сu) = E°(Сu2+|Сu) + 0,059 lg[Сu2+]/n =
= 0,34 +0,059 lg[0,01]/2 = 0,281 В
E(Сu2+|Сu) > Е°(Zn2+|Zn) поэтому при замыкании цепи Сu2+|Сu будет катодной полуячейкой, а Zn2+|Zn анодной.
Уравнения электродных процессов:
(К–) Сu2+ +2ē → Cu восстановление
(А+) Zn –2ē → Zn2+ окисление
ОВР: Сu2+ + Zn → Cu + Zn2+
Схема элемента:
(А+) Zn(к) | Zn2+ (1М) || Сu2+ (0,01М) | Сu(к) (К–)
Осталось посчитать э.д.с.:
э.д.с. Е = Eк – Еа= 0,281 – (–0,76 В) = 1,041 В