Question

Гальванический элемент состоит из Pb и Fe электродов, погруженных в растворы солей этих металлов. Составьте электрохимическую схему гальванического элемента, определите анод, катод. Напишите электродные процессы и суммарную реакцию, происходящую в гальваническом элементе. Рассчитайте ЭДС элемента при стандартных условиях. Как изменится ЭДС элемента , если концентрация ионов металлов составит 10^-4

Answer 1

Схема гальванического элемента (ГЭ):
$Fe|FeSO_{4}||PbSO_{4}|Pb$
С лева в схеме ГЭ условно принято записывать анод слева, а катод-справа. 
Железо (Fe) служит в качестве анода, так как его стандартный потенциал меньше стандартного потенциала свинца (Pb), а следовательно железо более активный металл чем свинец и, соответственно легче отдает свои электроны. Электроны переходят с железа на свинец катодно его поляризую и таким образом свинец становится катодом. Стандартные электродный потенциал можно (даже нужно) посмотреть в таблице она может по разному называться например: "Электрохимический ряд напряжений металлов при 25 градусов по шкале Цельсия". 
Далее электродные процессы:
Во всех разделах электрохимии на аноде происходит процесс окисления,т.е. растворение самого анода, а именно растворение железа.
Анодный процесс:
$Fe^{0}-2e ^{-}=Fe^{2+}$
Катодный процесс:
$Pb^{2+}+2e^{-}=Pb^{0}$
На катоде идет восстановление свинца из растворе его соли, т.е ионы (катионы) свинца из своей соли осаждается на твердом свинце.
ЭДС при стандартных условиях:
ЭДС=$U_{K}(Pb)-U_{A}(Fe)=-0.126-(-0.440)=0.314$ В (Вольт)
Если же концентрация ионов состоит $10^{-4}$ то ЭДС необходимо рассчитать с помощью формулы Нернста:
 ЭДС=$((U_{K})^o+ \frac{0,059}{n}lg[Me^{n+}]_k)-( (U_{A})^o)+ \frac{0,059}{n}lg[Me^{n+}]_a )$
ЭДС=$-0.126+ \frac{0.059}{2}lg10^{-4}-(-0.440+\frac{0.059}{2}lg10^{-4} =0.314$ В (Вольт)
Вот вроде бы все, если хотите подробнее узнать как работает ГЭ пишите. Удачи!