Примеры решения задач. Задача 1.Вычислить ЭДС хингидронно-каломельной цепи с насыщенным раствором хлорида калия, если рН исследуемого раствора равен 3,52

Задача 1. Вычислить ЭДС хингидронно-каломельной цепи с насыщенным раствором хлорида калия, если рН исследуемого раствора равен 3,52, а температура +18°С.

Решение:

pH = –lg a [H⁺]

ЭДС = Е_х – Е_к, (по таблице учебника Е_к = 0,2503 В).

По уравнению Нернста:

, n – валентность водорода равна 1

= 0,0581 В Е_ох = 0,7044 В.

ЭДС= = 0,7044-0,0581•3,52 - 0,2503=0,2496 В.

Ответ: 0,2496 В.

Задача 2. Потенциал цинкового электрода равен – 0,926 В. Вычислить степень диссоциации соли, цинка, если Е_Zn = – 0,7636 В. Значение равно 0,058, концентрация раствора 0,15•10^–4моль/л.

Решение:

По уравнению Нернста:

a_Zn²⁺ =α•c, n = 2

– 0,157 = 0,029 lg a_Zn²⁺

lg = 3,89•10^–6 моль/л

Ответ: 0,26

Задача 3. Электродвижущая сила гальванического элемента, составленного из насыщенного каломельного и никелевого электродов, равна при 25°С 0,472 В. Определить потенциал никелевого электрода. Записать уравнения электродных реакций.

Решение:

Записываем гальваническую цепь:

(-) Ni/NiCl₂//KCl_насыщ.//Hg₂Cl₂/Hg(+)

ЭДС этого элемента: ЭДС = Е_к - Е_Ni2+/Ni

Электродный потенциал каломельного насыщенного электрода при 25°С равен 0,242 В. Тогда: Е_Ni2+/Ni= Е_к - ЭДС

Е_Ni2+/Ni= 0,242 – 0,472 = -0,23 В

На никелевом электроде протекает реакция окисления, на каломельном - рнакция восстановления:

(-) Ni -2ē → Ni²⁺

(+)Hg₂Cl₂ + 2ē → 2Hg⁰+ 2Cl^-

Ответ: -0,23 В

Задача 4. Вычислить ЭДС гальванического элемента при 25°С:

(-)Tl/TlCl // CuSO₄/Cu(+)

^{0,01 моль 0,1 моль}

Решение:

Из справочника нормальные электродные потенциалы меди и таллия:

Е_Cu/Cu2+=0,34 В Е_Tl/Tl+= -0,335 В

средние коэффициенты активности солей сульфата меди и хлорида таллия указанной моляльности: γ_±= 0,154 и γ_±= 0,876

Средние активности ионов меди и таллия равны:

а_Cu2+= 0,1•0,154=0,0154 и а _Tl+= 0,01•0,876 = 0,00876

ЭДС = Е_Cu/Cu2+ - Е_Tl/Tl+

Потенциалы медного и таллиевого электродов находим по формуле Нернста для металлических электродов:

ЭДС = 0,35+0,335+ В

Ответ: 0,74 В

Задача 5. Вычислить потенциал хингидронного электрода, если рН раствора равен 3.

Решение:

Потенциал электрода вычисляется по формуле:

Е_ок=0,699 В

Е_х= 0,699 – 0,058•3=0,522 В

Ответ: 0,522 В.