Пример расчета эдс медно-цинкового гальванического элемента

Если С(Cu²⁺) =1 моль/л, С(Zn²⁺ ) = 0,01 моль/л,

то Е⁰cu²⁺/cu = 0,34 + 0,059/2 lg 1 = 0,34 B; E zn²⁺/zn = -0,76 + 0,059/2 lg 0,001 =-0,82

ЭДС= Еcu²⁺/cu–E zn²⁺/zn = 0,34 – (-0,82) = 1,16 В

Рекомендуемая литература: [1], с.273-280, с. 681-685;[2], с. 300-310. Контрольное задание №11 Тема: «Электрохимия. Гальванические элементы»

1. Нарисовать схему гальванического элемента

2. Указать в схеме:

а) анод и катод;

б) заряды анода и катода;

в) направление движения электронов по внешней цепи и ионов по электролитическому мостику.

3. Написать реакции, протекающие на электродах, и дать им названия.

4. Рассчитать, согласно условию задачи, электродные потенциалы реакций и ЭДС гальванического элемента.

№ варианта	Схема гальванического элемента	Концентрация электролита
1.	Сu /CuCl2 //CdCl2 / Cd	Ccu2+= 0,1M;CCd2+=0,001M
2.	Ag /AgNO3// Zn(NO3)2/ Zn	CAg2+= 0,1M;CZn2+=0,001M
3.	Pb/ Pb(NO3)2// Mg(NO3)2/ Mg	CPb2+= 0,1M;CMg2+=10-4M
4.	Al / Al2(SO4)3//SnSO4 / Sn	CAl3+= 1M; CSn2+=10-2M
5.	Fe / FeCl2// CoCl2 /Co	CFe2+= 10-1M; CCo2+=10-3M
6.	Ni / NiSO4 // CuSO4 / Cu	CNi2+= 10-3M; Ccu2+=10-2M
7.	Ag /AgNO3// Cd(NO3)2/ Cd	CAg2+= 0,1M;CCd2+=0,001M
8.	Sn/ Sn(NO3)2// Zn(NO3)2/ Zn	CSn2+= 0,1M;CZn2+=10-4M
9.	Pb/ Pb(NO3)2// Fe(NO3)2/ Fe	CFe2+= 10-1M; CFe2+=10-3M
10.	Cu / CuSO4 // CoSO4 / Co	Ccu2+= 1M; CCo2+=10-2M
11.	Ag /AgNO3// Ni(NO3)2/ Ni	CAg2+= 0,1M;CNi2+=1 M
12.	Sn / SnCl2// CoCl2 /Co	CSn2+= 1M; CCo2+=10-2M
13.	Pb/ Pb(NO3)2// Cd(NO3)2/ Cd	CPb2+= 0,01M;CCd2+=10-1M
14.	Al / Al2(SO4)3//H2SO4 / H2(Pt)	CAl3+= 1M; pH=2
15.	Ag /AgNO3// Fe(NO3)2/ Fe	CAg2+= 1M;CFe2+=0,001M
16.	Pt/PtCl2//HCl/H2(Pt)	CPt2+= 0,1M;pH=2
17.	Ni / NiSO4// SnCl2/Sn	CNi2+= 0,001M; CSn2+=10-2M
18.	Cd /CdCl2/ // H2SO4 / H2(Pt)	CCdl2+= 1M; pH=3
19.	Zn /Zn(NO3)2 // AgNO3 /Ag	CAg2+= 0,1M;CZn2+=0,001M
20.	H2(Pt)/CH3COOH//H2SO4/ H2(Pt)	PH1=5 , pH2=2
21.	Fe/Fe(NO3)2// Mg(NO3)2/Mg	CFe2+= 10-1M; CMg2+=10-3M
22.	Al / Al2(SO4)3//SnSO4 / Sn	CAl3+= 1M; CSn2+=10-2M
23.	Pt/PtCl2// Cd(NO3)2/ Cd	CPt2+= 0,1M; CCd2+=10-3M
24.	Ni / NiSO4// H2SO4 / H2(Pt)	CNi2+= 0,01M; pH=1
25.	H2(Pt)/ HCl// AgNO3 /Ag	pH=3; CAg2+= 1M

Глава 12. Электролиз

После изучения этой темы вы должны:

• иметь представление о процессе электролиза;

• уметь составлять уравнения анодных , катодных и суммарных процессов электролиза;

• проводить количественные расчеты по химическим формулам и уравнениям;

• знать практическое применение электролиза.

Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав. Ячейка для электролиза состоит из двух электродов и электролита.

Катод (К) – электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника тока. На катоде идет процесс восстановления - процесс присоединения электронов.

Анод (А) – электрод, соединенный с положительным полюсом источника тока. На аноде идет процесс окисления.

Пример электролиза расплава хлорида натрия

NaCl



процесс восстановления К (-) Na⁺+Cl^- (+) A процесс окисления

Na⁺ +1e  Na⁰ 2Cl^- + 2e  Cl₂

Электролиз подчиняется законам Фарадея и уравнениям кинетики электродных процессов.

При прохождении тока изменяются потенциалы электродов электролитической ячейки, то есть возникает электродная поляризация (сдвиг) или перенапряжение (). Перенапряжение – затруднение электрохимического процесса. Вследствие катодной поляризации потенциал катода становится более отрицательным, а из-за анодной поляризации потенциал анода становится более положительным. Поэтому разность потенциалов электродов Еi = Еiа – Еiк при прохождении тока (i) в процессе электролиза становится больше, чем разность равновесных потенциалов, рассчитанных по уравнению Нернста (Ер = Ера – Ерк).

Е(i) = Ep+к + а, где к – перенапряжение на катоде, а – перенапряжение на аноде. Особенно большое значение имеет перенапряжение выделения О₂ (_О2) и перенапряжение выделения Н₂ (_Н2). Величина перенапряжения зависит от многих факторов и, прежде всего, от материала электрода, на котором происходит выделение, а также от состава электролита.

Таблица 12