Как рассчитать ЭДС гальванического элемента, состоящего из электродов:

1. а) Cr | CrCl3 (0,1M); H2 | 2H+ (рН=3)
2. б) Sn| Sn(NO3)2 (0,01M); Sn | Sn(NO3)2 (0,1M).

Также необходимо составить схемы гальванических элементов и описать процессы, протекающие на катоде и аноде.

Химия 11 класс Гальванические элементы ЭДС гальванического элемента расчет ЭДС гальванические элементы электродные процессы катод и анод схемы гальванических элементов химия гальванических элементов Cr | CrCl3 H2 | 2H+ Sn | Sn(NO3)2 рН 3 концентрация раствора электрохимические реакции Новый

Для расчета ЭДС гальванического элемента необходимо использовать уравнение Нернста, которое позволяет определить потенциал электрода в зависимости от концентрации и температуры. Рассмотрим оба случая по порядку.

а) Cr | CrCl3 (0,1M); H2 | 2H+ (рН=3)

1. Сначала определим стандартные потенциалы для обоих электродов:

• Для Cr (хрома) в растворе CrCl3: E0(Cr3+/Cr) = -0,74 В.
• Для водорода: E0(H+/H2) = 0 В (стандартный водородный электрод).

2. Теперь нужно учесть концентрацию и pH для расчета потенциала по уравнению Нернста:

• Для водородного электрода: pH = 3, значит [H+] = 10^(-3) М.
• Потенциал водородного электрода будет: E(H+/H2) = 0 - (0,0591/1) * log(1/[H+]) = 0 - 0,0591 * log(1/10^(-3)) = 0 + 0,1773 В = 0,1773 В.

3. Теперь рассчитаем потенциал хрома:

• Для Cr: E(Cr3+/Cr) = -0,74 - (0,0591/3) * log(1/0,1) = -0,74 - 0,0197 * log(10) = -0,74 - 0,0197 * 1 = -0,7597 В.

4. Теперь можем рассчитать ЭДС гальванического элемента:

• ЭДС = Eкатод - Eанод = E(H+/H2) - E(Cr3+/Cr) = 0,1773 - (-0,7597) = 0,1773 + 0,7597 = 0,937 В.

5. Схема гальванического элемента:

Cr | CrCl3 (0,1M) || H2 | H+

6. Процессы на электродах:

• На аноде (Cr): Окисление Cr до Cr3+: Cr → Cr3+ + 3e-.
• На катоде (H2): Восстановление H+: 2H+ + 2e- → H2.

б) Sn | Sn(NO3)2 (0,01M); Sn | Sn(NO3)2 (0,1M)

1. Стандартный потенциал для Sn: E0(Sn2+/Sn) = -0,14 В.

2. Теперь рассчитаем потенциалы для обоих электродов:

• Для Sn(NO3)2 (0,01M): E(Sn2+/Sn) = -0,14 - (0,0591/2) * log(1/0,01) = -0,14 - 0,02955 * log(100) = -0,14 - 0,0591 = -0,1991 В.
• Для Sn(NO3)2 (0,1M): E(Sn2+/Sn) = -0,14 - (0,0591/2) * log(1/0,1) = -0,14 - 0,02955 * log(10) = -0,14 - 0,02955 = -0,16955 В.

3. Рассчитаем ЭДС гальванического элемента:

• ЭДС = Eкатод - Eанод = E(Sn2+/Sn, 0,1M) - E(Sn2+/Sn, 0,01M) = -0,16955 - (-0,1991) = 0,02955 В.

4. Схема гальванического элемента:

Sn | Sn(NO3)2 (0,01M) || Sn | Sn(NO3)2 (0,1M)

5. Процессы на электродах:

• На аноде (Sn, 0,01M): Окисление Sn до Sn2+: Sn → Sn2+ + 2e-.
• На катоде (Sn, 0,1M): Восстановление Sn2+: Sn2+ + 2e- → Sn.

Таким образом, мы рассчитали ЭДС для обоих гальванических элементов и описали процессы, происходящие на катоде и аноде.