С расчетами. 47 баллов!
Укажите какой из медных электродов будет катодом, а какой анодом в гальваническом элементе, состоящем из двух медных электродов, погруженных в растворы 0,1 М и 0,001 М растворы CuSO₄ соответственно.
Ответы
Ответ:Cм1(ZnSO4) = 0,1M
Cм2(ZnSO4) = 0,001M
Имеем так называемый концентрационный элемент.
Концентрационным гальваническим элементом называется гальванический элемент, составленный из одинаковых электродов, погруженных в раствор одного и того же электролита, концентрации которого различны.
Процессы, протекающие на электродах концентрационного гальванического элемента.
Катод (+) Zn(2+) + 2e = Zn | 1 – восстановление
Анод (–) Zn – 2e = Zn(2+) | 1 – окисление
Объяснение: Будем считать, что сульфат цинка ZnSO4 в растворах электролитов продиссоциировал полностью. Поскольку мы имеем концентрационный элемент, то у катода молярная концентрация ионов цинка Zn(2+) будет выше, чем у анода.
[Zn(2+)]к = Cм1(ZnSO4) = 0,1M – молярная концентрация у катода
[Zn(2+)]а = Cм2(ZnSO4) = 0,001M – молярная концентрация у анода
В схеме гальванического элемента анод записывается слева, а катод справа, тогда схема гальванического элемента.
Zn | ZnSO4 (0,001M) || ZnSO4 (0,1M) | Zn
ЭДС концентрационного гальванического элемента по уравнению Нернста при 298ºК.
Е = Е(катода) – Е(анода) = (0,059/2)*lg([Zn(2+)]к/[Zn(2+)]а) = 0,0295*lg(0,1/0,001) = 0,0295*lg100 = 0,059 В