Какая реакция протекает в гальваническом элементе? Постройте схему и напишите уравнения для катодного и анодного

Реакция, которая происходит в гальваническом элементе, зависит от выбранных электродов и их реакций. В данном случае, мы имеем дело с элементом, использующим кадмий (Cd) и хром (Cr) в виде ионов Cd2+ и Cr3+ соответственно.

Для начала, построим схему гальванического элемента. Обычно гальванический элемент состоит из двух полуреакций, происходящих на аноде и катоде. Анод - это место, где происходит окисление, а катод - место, где происходит восстановление.

В нашем случае, окислительной полуреакцией будет окисление кадмия, который переходит из формы Cd2+ в Cd:
Cd2+ + 2e- -> Cd

Восстановительной полуреакцией будет восстановление хрома в форму Cr3+:
Cr3+ + 3e- -> Cr

Теперь, уравнения для катодного и анодного процессов:
Анодная полуреакция: Cd2+ + 2e- -> Cd
Катодная полуреакция: Cr3+ + 3e- -> Cr

Теперь нам нужно определить ЭДС гальванического элемента, используя концентрации Cd2+ и Cr3+. Для этого мы можем использовать формулу Нернста:
ЭДС = ЭДС° - (0.0592 V/n) * log(Q)

Где:
ЭДС° - стандартный электродный потенциал (это значение можно найти в таблицах)
0.0592 - логарифмическая константа
n - количество электронов, участвующих в полуреакции
Q - отношение активностей продуктов к активностям реагентов, выраженное в форме квотиента

В данном случае, у нас есть одна полуреакция с количеством электронов n = 2, и другая с n = 3. По таблицам, стандартный электродный потенциал для Cd2+/Cd равен -0.40 В, а для Cr3+/Cr равен -0.74 В.

Теперь, найдем значение Q:
Q = (Cd) / (Cr3+)
Q = (1 моль/л) / (0.001 моль/л)
Q = 1000

Теперь, подставим все значения в формулу Нернста и рассчитаем ЭДС гальванического элемента:
ЭДС = (-0.74 В) - (0.0592 V/2) * log(1000)
ЭДС = -0.74 - 0.0296 * 3
ЭДС = -0.74 - 0.0888
ЭДС = -0.8288 В

Таким образом, ЭДС гальванического элемента будет составлять -0.8288 В.