Пример 2. Концентрационный гальванический элемент

Оба электрода из одного металла, но растворы солей, в которые погружены электроды, разной концентрации.

1. Схема гальванического элемента.

Ni / NiSO₄ ( = 10^–4 моль/л) // NiSO₄ ( = 1 моль/л) / Ni

= – 0, 25 В.

2. Вычисление электродных потенциалов по уравнению Нернста.

= + = – 0, 25 + lg 10^-4 = – 0, 309 В.

= = – 0, 25 В.

3. Направление движения электронов по внешней цепи от Ni₁ электрода к Ni₂, так как > .

ē

(-) (+)

(а) Ni₁ / NiSO₄ (10^-4 M)// NiSO₄ (1 M)/ Ni₂ (к)

 

4. Уравнения электродных полуреакций.

Ni₁ (–): Ni – 2ē = Ni²⁺ - процесс окисления;

Ni₂ (+): Ni²⁺ + 2ē = Ni - процесс восстановления.

5. Расчет величины ЭДС.

ЭДС = – = – 0, 25 – (–0, 309) = 0, 059 В.

 

Пример 3. Гальванический элемент на основе окислительно-восстановительной реакции с инертным (С) электродом:

K₂Cr₂O₇ + Zn + H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3 ZnSO₄ + K₂SO₄ + 7 H₂O

Ох Red

1. Схема гальванического элемента

– Zn / Zn²⁺ (1М) // , Cr³⁺ (1М) / С +

2. Используем значения стандартных электродных потенциалов, так как концентрации ионов в растворе равны 1 моль/л.

= – 0, 76 В; = 1, 36 В.

3. Направление движения электронов – от цинкового электрода к угольному, так как > .

ē

– Zn / Zn²⁺ // , Cr³⁺ / С +

4. Уравнения электродных процессов.

Zn (–): Zn – 2ē = Zn²⁺ - процесс окисления

С (+): + 6 ē + 14Н⁺ = 2 Cr³⁺ + 7 H₂O – процесс восстановления.

5. Суммарные уравнения.

3 Zn + + 14Н⁺ = Zn²⁺ + 2 Cr³⁺ + 7 H₂O

3 Zn + K₂Cr₂O₇ + 7 H₂SO₄ = 3 ZnSO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7 H₂O + K₂SO₄

6. Расчет величины ЭДС.

ЭДС = Е⁰_Ох – Е⁰_Red = 1, 36 – (–0, 76) = 2, 12 В.