Какой из электродных потенциалов выше (с точки зрения алгебраического значения): у кальция в растворе его соли

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение Нернста, которое позволяет нам вычислить электродный потенциал. Электродный потенциал - это потенциал электрода по отношению к потенциалу стандартного водородного электрода.

Уравнение Нернста имеет вид:

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

Где:
- \(E\) - электродный потенциал
- \(E^\circ\) - стандартный электродный потенциал
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.314\) Дж/(моль·К))
- \(T\) - температура в Кельвинах
- \(n\) - количество передаваемых электронов в химической реакции
- \(F\) - постоянная Фарадея (\(96485\) Кл/(моль·э))
- \(Q\) - отношение активностей продуктов реакции к исходным в составе электродного множества

Сначала определим стандартные электродные потенциалы для кальция и калия. Для кальция \(E^\circ = -2.87\) В, а для калия \(E^\circ = -2.93\) В.

Теперь вычислим \(Q\) для обоих реакций. В случае кальция:

\[Q_{Ca} = [Ca^{2+}] = 5 моль/л = 5\]

А для калия:

\[Q_K = [K^+] = 0.001 моль/л = 0.001\]

Теперь подставим все значения в уравнение Нернста для кальция:

\[E_{Ca} = -2.87 - \frac{8.314 \cdot 298}{2 \cdot 96485} \ln 5\]

\[E_{Ca} = -2.87 - \frac{2475.15}{192970} \ln 5\]

\[E_{Ca} ≈ -2.87 - 0.0128 \ln 5\]

И для калия:

\[E_K = -2.93 - \frac{8.314 \cdot 298}{1 \cdot 96485} \ln 0.001\]

\[E_K = -2.93 - \frac{2475.15}{96485} \ln 0.001\]

\[E_K ≈ -2.93 + 0.0256 \ln 1000\]

Теперь осталось сравнить полученные значения. Ответ: у кальция в растворе его соли с концентрацией 5 моль/л электродный потенциал выше, чем у калия в растворе его соли с концентрацией 0,001 моль/л.