Question

Вычислите э.д.с. гальванического элемента, образованного магнием и цинком, погруженными в растворы их солей концентраций 1,8⋅10–5 моль/дм3 и 2,5⋅10–2 моль/дм3 соответственно, и сравните с э.д.с. гальванического элемента, состоящего из магниевой и цинковых пластин, опущенных в растворы солей с концентрацией [Mg2+] = [Zn2+] = 1 моль/дм3.

Answer 1

Э.д.с. гальванического элемента можно рассчитать как разность потенциалов: э.д.с. Е = Eк – Еа

Mg2+ +2ē ⇆ Mg , Е° = –2,37 В
Zn2+ +2ē ⇆ Zn , Е° = –0,76 В
В данном гальваническом элементе катод - Zn , а анод - Mg, т.к. Е°(Zn2+|Zn) > Е° (Mg2+|Mg)

При стандартной конц-и (1М) берем справочные данные:
Е°а (Mg2+|Mg) = –2,37 В
Е°к (Zn2+|Zn) = –0,76 В
Е° =Е°к – Е°а = 1,61 В

При конц-ях растворов С≠1М считаем электродные потенциалы по уравнению Нернста:

E (Mg2+|Mg) = E°(Mg2+|Mg) + 0,059 lg[Mg2+]/n = –2,37 +0,059 lg(1,8⋅10–5)/2 = –2,51 В

E (Zn2+|Zn) = E°(Zn2+|Zn) +0,059 lg[Zn 2+]/n = –0,76 В + 0,059 lg(2,5⋅10–2)/2 = –0,81 В

По-прежнему Е(Zn2+|Zn) > Е (Mg2+|Mg), т.е. катод - Zn , а анод - Mg.

Осталось посчитать э.д.с.:
Е = –0,81– (–2,51 В) = 1,70 В