А) Железный и серебряный электроды имеют электродные потенциалы -0,44 и +0,799 в соответственно. Какая из двух следующих реакций протекает самопроизвольно в железо-серебряном гальваническом элементе: Fe^0 + 2Ag^+ = Fe^2+ + 2Ag^0 или 2Ag^0 + Fe^2+ = Fe^0 + 2Ag^+? Пожалуйста, обоснуйте ваш ответ, рассчитав энергию Гиббса для каждой из реакций.
Б) В раствор соляной кислоты помещены пластина из хрома и пластина из хрома, частично покрытая серебром. В каком случае коррозионный процесс хрома протекает более интенсивно? Почему? Предоставьте уравнения для соответствующих процессов.
Б) В раствор соляной кислоты помещены пластина из хрома и пластина из хрома, частично покрытая серебром. В каком случае коррозионный процесс хрома протекает более интенсивно? Почему? Предоставьте уравнения для соответствующих процессов.
Сон
А) Для определения самопроизвольности реакции в железо-серебряном гальваническом элементе, нам нужно рассчитать изменение энергии Гиббса ( ) для каждой из данных реакций. Энергия Гиббса позволяет определить, будет ли реакция протекать самопроизвольно или нет.
Рассмотрим первую реакцию:
Мы можем использовать электродные потенциалы для расчета . Разница в электродных потенциалах между электродами указывает на направление потока электронов. Однако для расчета нам необходимо учесть все реагенты и продукты реакции.
Энергия Гиббса ( ) может быть рассчитана по формуле:
где - количество электронов, - постоянная Фарадея, - разность электродных потенциалов.
Для данной реакции у нас есть (коэффициенты перед Ag и Fe), а разность электродных потенциалов будет .
Подставим в формулу и рассчитаем :
(вольты)
Теперь мы можем рассчитать :
\[\Delta G = -2 \cdot 96485 \cdot (-1.239) = 240576.63\) (кДж/моль)
Для второй реакции:
Аналогично, мы можем рассчитать для этой реакции:
(вольты)
\[\Delta G = -2 \cdot 96485 \cdot 1.239 = -240576.63\) (кДж/моль)
Теперь мы можем сделать вывод о самопроизвольности реакции. Реакция будет протекать самопроизвольно, если отрицательно. В первой реакции (кДж/моль), что положительно, следовательно, первая реакция не протекает самопроизвольно. Во второй реакции (кДж/моль), что отрицательно, следовательно, вторая реакция протекает самопроизвольно.
Ответ: Реакция протекает самопроизвольно в железо-серебряном гальваническом элементе.
Б) Коррозия хрома будет протекать более интенсивно в случае, когда он встречается с пластиной, частично покрытой серебром. Причина в том, что хром более активен, чем серебро, и будет вытеснить его из раствора соляной кислоты.
Уравнения для соответствующих процессов:
1) Коррозия хрома в растворе соляной кислоты:
2) Коррозия хрома в контакте с пластиной, частично покрытой серебром:
Таким образом, в присутствии серебра, хром будет более активно реагировать с соляной кислотой и процесс коррозии хрома будет протекать более интенсивно.
Ответ: Коррозионный процесс хрома будет протекать более интенсивно в случае, когда он встречается с пластиной, частично покрытой серебром.
Рассмотрим первую реакцию:
Мы можем использовать электродные потенциалы для расчета
Энергия Гиббса (
где
Для данной реакции у нас есть
Подставим в формулу и рассчитаем
Теперь мы можем рассчитать
\[\Delta G = -2 \cdot 96485 \cdot (-1.239) = 240576.63\) (кДж/моль)
Для второй реакции:
Аналогично, мы можем рассчитать
\[\Delta G = -2 \cdot 96485 \cdot 1.239 = -240576.63\) (кДж/моль)
Теперь мы можем сделать вывод о самопроизвольности реакции. Реакция будет протекать самопроизвольно, если
Ответ: Реакция
Б) Коррозия хрома будет протекать более интенсивно в случае, когда он встречается с пластиной, частично покрытой серебром. Причина в том, что хром более активен, чем серебро, и будет вытеснить его из раствора соляной кислоты.
Уравнения для соответствующих процессов:
1) Коррозия хрома в растворе соляной кислоты:
2) Коррозия хрома в контакте с пластиной, частично покрытой серебром:
Таким образом, в присутствии серебра, хром будет более активно реагировать с соляной кислотой и процесс коррозии хрома будет протекать более интенсивно.
Ответ: Коррозионный процесс хрома будет протекать более интенсивно в случае, когда он встречается с пластиной, частично покрытой серебром.
Знаешь ответ?