Составьте схему гальванического элемента при работе которого протекает следующая реакция Zn+Cu^2+=Zn^2+Cu. Напишите электронные ур-я процессов, протекающих на электродах. Вычислите э.д.с если концентрация ионов Zn^2+ и Сu^2+ равны 0,01 моль/л и 0,1 моль/л соответственно.
Реакция происходит с участием металлов цинк (Zn) и медь (Cu). Цинк будет находиться на аноде (отрицательном электроде), поскольку он участвует в окислительной реакции (происходит потеря электронов), а медь будет находиться на катоде (положительном электроде) как восстановитель (получает электроны).
Таким образом, анодной полуклеткой будет цинк, а катодной полуклеткой - медь. Ион кадмия Cu^2+ принимается катодом, в результате чего на катоде формируется медь, а цинк окисляется, и его ионы Zn^2+ образуются на аноде.
Схема гальванического элемента:
Анод: Zn (цинк)| Zn^2+ (0,01 М)
Катод: Cu (медь)| Cu^2+ (0,1 М)
Теперь напишем электронные уравнения процессов, происходящих на электродах:
На аноде (окисление): Zn → Zn^2+ + 2e^-
На катоде (восстановление): Cu^2+ + 2e^- → Cu
Теперь перейдем к вычислению ЭДС (электродвижущей силы) данного гальванического элемента.
Известно, что ЭДС гальванического элемента зависит от разности потенциалов на аноде и катоде. Потенциал на аноде можно найти в таблице стандартных потенциалов электродов.
Звание | Потенциал, В
---------------
Zn | -0,76
Cu | 0,34
ЭДС элемента будет равна разности потенциалов на аноде и катоде:
E = Eкатод - Eанод
= 0,34 - (-0,76)
= 1,1 В
Таким образом, электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента будет равна 1,1 В при условии, что концентрация ионов Zn^2+ равна 0,01 М и Cu^2+ равна 0,1 М.