Гальванический элемент составлен из медных электродов, один из которых погружен в раствор с концентрацией ионов Cu2+ 1 моль/л, а второй –
10-2 моль/л. Напишите электрохимическую схему гальванического элемента,
уравнения электродных процессов, вычислите ЭДС. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи при работе этого элемента?
Cu(s) | Cu2+(1 M) || Cu2+(10-2 M) | Cu(s)
В данной схеме вертикальная черта обозначает границу фаз, а двойная вертикальная черта обозначает сольный мостик или непроводящую перегородку между растворами. Каждый электрод представляет собой таунсел или металлический провод. Знак минус означает электрод, на который перемещаются электроны (анод), а знак плюс означает электрод, с которого электроны исходят (катод).
Далее необходимо записать уравнения электродных процессов на каждом электроде. Начнем с анода:
Cu(s) -> Cu2+(1 M) + 2e^-
На катоде:
Cu2+(10-2 M) + 2e^- -> Cu(s)
Теперь, чтобы вычислить ЭДС гальванического элемента, нужно взять разность потенциалов (потенциал катода минус потенциал анода):
ЭДС = E(катод) - E(анод)
Для этих полуреакций можно использовать таблицу стандартных потенциалов, чтобы найти значения потенциалов катода и анода. Для реакции на аноде мы используем обратное значение стандартного потенциала, так как анод - это место окисления.
Величина ЭДС будет положительной, если потенциал катода больше потенциала анода. В данном случае, так как медь реагирует на обоих электродах, их разность потенциалов будет равна нулю:
ЭДС = E(катод) - E(анод) = 0 - 0 = 0 В.
Ответ: ЭДС гальванического элемента равна 0 В. Это означает, что при работе этого элемента электроны не будут перемещаться во внешней цепи, поскольку нет разницы потенциалов между электродами.