Какова электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента, состоящего из титановой и пластин, погруженных в растворы

Для решения этой задачи, нам необходимо знать стандартные потенциалы окислительно-восстановительных пар, связанных с гальваническим элементом, а также применить правило Нернста.

Для начала, давайте рассмотрим схему данного гальванического элемента. Гальванический элемент состоит из титановой и платиновой пластин, погруженных в растворы соответствующих солей. При этом, титановая пластина представляет анод, а пластиновая - катод.

Схема гальванического элемента будет выглядеть следующим образом:

-------------
|/\\/\\/\\/\\/\\/|
Титановая пластина ----| |--- Платиновая пластина
|____________|

Теперь перейдем к определению электродвижущей силы (ЭДС). Для этого необходимо знать разность потенциалов между анодом и катодом.

Воспользуемся таблицей стандартных потенциалов окислительно-восстановительных пар. По таблице найдем значения стандартных потенциалов для соответствующих окислительно-восстановительных пар титана и платины.

Согласно таблице, стандартный потенциал пары титана \((Ti)\) и ионов титана \((Ti^{4+})\) равен \( -1.63 \, \text{В}\), а стандартный потенциал пары платины \((Pt)\) и ионов платины \((Pt^{2+})\) составляет \(0.79 \, \text{В}\).

После этого, применим правило Нернста, чтобы найти разность потенциалов между анодом и катодом в стандартных условиях. Правило Нернста имеет вид:

\[ E = E^{\circ} - \frac{{RT}}{{nF}} \ln Q \]

Где:
\( E \) - разность потенциалов между анодом и катодом (в нашем случае, ЭДС),
\( E^{\circ} \) - стандартный потенциал пары,
\( R \) - универсальная газовая постоянная (\(8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\)),
\( T \) - температура (в нашем случае, 298 K),
\( n \) - количество электронов, участвующих в реакции в окислительно-восстановительной паре,
\( F \) - постоянная Фарадея (\( 96485 \, \text{Кл/моль} \)),
\( Q \) - отношение концентраций продуктов и реагентов в реакции окисления и восстановления.

Теперь, зная все необходимые значения, мы можем рассчитать ЭДС гальванического элемента.

Расчет производится по формуле:

\[ E = (E_{\text{катод}} - E_{\text{анод}}) = (0.79 - (-1.63)) = 2.42 \, \text{В} \]

Таким образом, электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента, состоящего из титановой и платиновой пластин, погруженных в растворы соответствующих солей при стандартных условиях (температура 298 K), составляет 2.42 В.