Рассчитайте электродвижущую силу гальванического элемента

Решение:

Составим схему ГЭ:

(–) Cu | Cu²⁺ || Ag⁺ | Ag (+)

^{анод                   катод}

медный электрод имеет меньшее значение потенциала, чем серебряный, поэтому он будет анодом.

Электродные процессы:

А(–): Cu⁰ - 2  = Cu²⁺ 1

К(+): Ag⁺ + 1  = Ag⁰ 2

Суммарная

реакция         Cu⁰ + 2Ag⁺ = Cu²⁺ + 2Ag⁰

Рассчитаем потенциалы электродов при заданных концентрациях ионов по уравнению:

Определим ЭДС гальванического элемента по уравнению:

 

 

Задание 2. Составьте уравнения электродных процессов (анод инертный) и молекулярное уравнение реакции, проходящей при электролизе расплава или раствора электролита раствор ZnCl_2.

Вычислите массу металла выделившегося на катоде, если электролиз проводили при силе тока  А =2,0. в течение времени = 50 мин. Выход металла по току В_Т составил   60%.

Решение:

При электролизе расплава ZnCl₂на катоде будут восстанавливаться ионы Zn²⁺, а на аноде – окисляться ионы Cl^- с образованием газообразного хлора

Катод (–): Zn²⁺ + 2 ē ® Zn           1

Анод (+): 2Cl^- - 2 ē ® Cl₂            1

Суммарная реакция: ZnCl₂ ® Zn + Cl₂

Рассчитаем массу кадмия, выделившейся на катоде, по формуле:

 

 

Задание 3. Составьте уравнения электродных процессов и молекулярное уравнение реакции, протекающей при электрохимической коррозии гальванопары: Fe - Cu

А) в кислой среде;                       

Б) в атмосфере влажного воздуха.

Решение:

Исходя из положения металлов в ряду стандартных электродных потенциалов (приложение 6), железо более активный металл и в образующейся гальванической паре будет анодом, а медь - катодом.

железо будет окисляться, а на поверхности меди в кислой среде будет выделяться водород, в атмосферной среде – гидроксид-ионы.

Схема коррозии в среде HCl:

А(–): Fe - 2 ē ® Fe²⁺  1

К(+): 2H⁺ + 2 ē ® H₂  1        

Fe + 2H⁺ ® Fe²⁺ + H₂       

Fe + 2HCl ® FeCl₂ + H₂  

Схема коррозии в атмосфере влажного воздуха:

А(–):Fe - 2 ē ® Fe²⁺                 2

К(+): O₂ + 2H₂O + 4 ē ® 4OH^– 1

2Fe + O₂ + 2H₂O ® 2Fe²⁺ + 4OH^–

2Fe + O₂ + 2H₂O ® 2Fe(OH)₂

Ионы Fe²⁺, образующиеся в результате коррозии железа, в кислой среде образуют с ионами Cl^– хлорид железа FеCl₂, в атмосфере – гидроксид железа Fe(OH)₂ окисляется в Fe(OH)₃: 4Fe(OH)₂ + O₂ + 2Н₂O = 4Fe(OH)₃, который частично теряет воду и превращается в ржавчину.