Question

Рассчитайте ЭДС и составьте схему гальванического элемента, электродами для которого является пластинки из олова и свинца в стандартных условиях. Что измениться, если концентрация ионов олова в растворе составит 0,0001 моль/л, а другой элемент останется в стандартных условиях? Составьте схему нового гальванического элемента.

Answer 1

Э.д.с. гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: э.д.с. Е = Eк – Еа
При стандартной конц-и (1М) берем справочные данные:
Pb2+ +2ē ⇆ Pb , Е° = –0,126 В
Sn2+ +2ē ⇆ Sn , Е° = –0,136 В
В данном гальваническом элементе катод - Pb , а анод - Sn, т.к. Е°(Pb2+|Pb) > Е° (Sn2+|Sn), но разность потенциалов очень мала, и э.д.с. незначительна:
Е° =Е°к (Pb2+|Pb) – Е°а (Sn2+|Sn) = –0,126 – (–0,136) = 0,01 В
Схема: (А+) Sn(к) | Sn2+ (1М) || Pb2+(1М) | Pb(к) (К–)

При конц-и раствора С≠1М считаем электродный потенциал по уравнению Нернста:
E (Sn2+|Sn) = E°(Sn2+|Sn) + 0,059 lg[Sn2+]/n =
= –0,136 +0,059 lg[0,0001]/2 = –0,254 В

По-прежнему Е(Pb2+|Pb) > Е (Sn2+|Sn), т.е. катод - Pb , а анод - Sn, однако разность потенциалов возрасла, и э.д.с. намного больше:
Е = –0,126 – (–0,254) = 0,118 В
Схема: (А+) Sn(к) | Sn2+ (0,0001М) || Pb2+(1М) | Pb(к) (К–)