Какие процессы будут протекать на электродах при работе гальванического элемента, состоящего из пластин алюминия и меди, погруженных в 1 М растворы солей этих металлов. Напишите схему ГЭ и рассчитайте э.д.с. ГЭ.
Ответы
Гальванический элемент (ГЭ) состоит из двух электродов, которые различаются по химическому составу, и электролита, который находится между ними. При работе ГЭ электроны из одного электрода течут к другому через электролит.
В вашем случае электродами являются пластины алюминия и меди, а электролитом является 1 М раствор солей этих металлов.
На электродах будут протекать различные химические реакции, которые вызовут окисление (выход из состояния сухого элемента) на одном электроде и восстановление (возвращение в состояние сухого элемента) на другом электроде. Эти реакции приведут к переносу электронов из одного электрода на другой.
Схема ГЭ может быть представлена так:
Al(s) | Al3+(aq) || Cu2+(aq) | Cu(s)
Давайте рассмотрим более подробно, какие процессы будут протекать на каждом электроде.
На аноде (алюминиевом электроде) произойдет реакция окисления:
Al(s) + 3OH-(aq) -> Al(OH)3(s) + 3e-
На катоде (медном электроде) произойдет реакция восстановления:
Cu2+(aq) + 2e- -> Cu(s)
Общая реакция ГЭ может быть записана так:
Al(s) + Cu2+(aq) -> Al3+(aq) + Cu(s)
Электрохимическая работа ГЭ определяется разностью потенциалов его электродов. Эта разность называется электронационным потенциалом (ЭП) ГЭ. ЭП ГЭ может быть рассчитана по формуле:
ΔE = E°(катод) - E°(анод)
где E°(катод) и E°(анод) - стандартные потенциалы электродов ГЭ.
Для расчета стандартных потенциалов электродов можно использовать таблицы стандартных электрохимических потенциалов