З-4-24Задача№1 Железная пластинка погружена в 0 1н раствор соляной кислоты

Дипломные работы на заказ

З-4-24Задача№1
Железная пластинка погружена в 0,1н раствор соляной кислоты. Давление водорода в системе 0,1атм. Концентрация ионов железа 0,5М. Рассчитайте, какой потенциал необходимо приложить к системе, чтобы ЭДС системы было равно нулю.
Решение
. При контакте железной пластины с раствором соляной кислоты имеет место электрохимическая коррозия
Составим электронные уравнения анодного и катодного процессов железа в сильнокислой среде. В сильнокислой среде:А(+): Fe 0 — 2e- → Fe 2+К(-): 2H+ + 2e- → H2Суммарный процесс: Fe 0 + 2H+ = Fe 2+ + H2При коррозии в кислой среде, железо постепенно растворяется в месте контакта с кислотой.
Рассчитаем ЭДС системы
Е (Fe 2+ /Fe 0) = Е 0(Fe 2+ /Fe 0) + 0,059/2 lg[Fe2+]
Е (Fe 2+ /Fe 0) = — 0,44 +(0,059/2)* lg[0,5] = — 0,4489B
E ( 2H+/H2) = – 0,059рН – 0,0295lg Р(Н2)
E (2H+/H2) = 0,059*lg [10-1] – 0,0295*lg[10-1] = -0,059 + 0,0295 = -0,0295B
ЭДС = -0,0295 – ( -0,4489) = 0,4194B
Для того,чтобы ЭДС системы было равно нулю к системе необходимо приложить потенциал равный — 0,4194B

Задача№2
Составьте гальванический элемент, в котором цинк, погруженный в раствор собственной соли был бы анодом, а в другом катодом
Решение
Если электродный потенциал Еº Zn 2+ / Zn ниже электродного потенциала второй полуячейки, то цинк будет анодом, а если выше — катодом.Zn -анод
(А–) Zn | Zn 2+ || Ag+ | Ag (К+)(А–) Zn – 2e- → Zn 2+ окисление , Еº = –0,763 В(К+) Ag+ + e- → Ag восстановлени е | 2 , Е º = +0,800 В________________________________Cуммарно: Zn + 2Ag+ → Zn 2+ + 2Ag ЭДС = Е°к – Е°а = +0,800 – (–0, 736) = 1,536 ВZn -катод
(А–) Mg | Mg 2+ || Zn 2+ | Zn (К+)
В данном гальваническом элементе катод — Zn , а анод — Mg, т.к. Е°(Zn2+|Zn) > Е° (Mg2+|Mg)
( A -) Mg 0 -2ē → Mg2+ , Е° = –2,363 В(K + ) Zn2+ +2ē → Zn , Е° = –0,763 В Cуммарно: Mg0 + Zn2+ → Zn 0 + Mg2+ ЭДС = — 0,763 — ( -2,363) =1,6 B

Задача№3

Поясните причину, по которой поверхность металлической платины в водородном электроде покрывается мелкодисперсной платиной. -« платиновой чернью»
Решение

Известно, что металл в газовых электродах создает электропроводящий контакт между газом и раствором для протекания электродной реакции. Он должен быть инертен по отношению к веществам, входящим в состав электрода, и способен катализировать только один потенциалопределяющий процесс. Металлом, наилучшим образом отвечающим всем этим требованиям, является платина, электролитически покрытая платиновой чернью для обеспечения большей истинной поверхности электрода. В результате этого возрастает способность к накоплению значительного количества газа за счет адсорбции его платиной и происходит быстрое установление равновесия между газом и его ионами в растворе.
Примерами газовых электродом являются водородный электроды. Водородный электрод состоит из платиновой пластинки (обычно покрытой платиновой чернью), погруженной в водный раствор, содержащий ионы водорода и через который пропускается газообразный водород
На поверхности платины обратимо протекает реакция:
2Н+ + 2e  = H2
то есть, происходит либо восстановление водорода, либо его окисление — это зависит от потенциала реакции, протекающей на определяемом электроде. 
Платиновая пластинка, покрытая губчатой платиной, служащей для адсорбции молекулярного водорода и его диссоциации на атомы,   насыщенная газообразным водородом, ведет себя как водородный электрод.

Задача№4
Для реакции, протекающей в работающем гальваническом элементе, рассчитайте ЭДС и энергию Гиббса: Zn +AgCl = ZnCl2 +Ag
1н 0,1н
Решение
на аноде: Zn – 2е- → Zn2+ , φ°= – 0,763 Вна катоде: AgCl + e- → Ag + Cl– |2 , φ°= + 0,237 В_________________________________________ суммарная реакция: Zn + 2AgCl → Ag↓ + Zn2+ + 2Cl–
Для хлорсеребряного электрода на межфазной границе устанавливается равновесие:
AgCl + е- ⇄ Ag + Cl
Поскольку активность твердых веществ Ag и AgCl постоянна, потенциал определяется только активностью хлорид-ионов:

a(AgCl)
Е (AgCl / Ag , Cl– ) = Е0 (AgCl / Ag , Cl– ) — 0,059lg =
a(Ag) · a(Cl-)

Е (AgCl / Ag , Cl– ) =Е0 (AgCl / Ag , Cl– ) -0,059 lg ( аCl- )
При концентрации 1н = 1моль/л (Cl-)
Е (AgCl / Ag , Cl– ) = +0,237В

Взаимосвязь между молярной и нормальной концентрациями ZnCl2 выражается соотношением

СМ = СН / 2
СМ =0,05моль/л
.
Е (Zn 2+ / Zn 0) = Е 0( Zn 2+ / Zn 0) + 0,059/2 lg[ Zn 2+]
Е ( Zn 2+ / Zn 0) = — 0,763 +(0,059/2)* lg[0,05] = -0,801 B
ЭДС Δ Е = Е катода – Е анода = 0,237 – (–0, 801) = 1,038В
ΔG°= – zFE° , z — число электронов, участвующих в процессе (здесь: 2)
ΔG° = – z ∙ F ∙Е = 2 ∙ 96500 ∙ 1,038 = — 200334Дж = — 200,3 кДж


+7 (812) 389-23-13

Работаем: Пн-Пт, с 10 до 17

+7 (499) 649-65-17

Работаем: Пн-Пт, с 10 до 17