Задание 1. Представьте гальванический элемент с Pt,H2|H2SO4 и Fe|FeSO4 электродами в виде схемы, напишите уравнения для электродных процессов и ОВР, расчитайте ЭДС (при температуре 298 К), учитывая что концентрация катионов металла [Fe2+] = 10–2 моль/л. Задание 2. Запишите уравнения для электродных процессов, которые протекают при электролизе раствора KI и определите продукты электролиза. Также рассчитайте массу или объем вещества (при н.у.), образующегося на электродах и в приэлектродных пространствах. Условия электролиза: материал анода - C (графит).
Звездная_Ночь_2609
Задание 1.
Схема гальванического элемента:
Pt|H2(g, p=1 atm)|H2SO4(aq)||FeSO4(aq)|Fe
Уравнения для электродных процессов:
На аноде: Fe(s) -> Fe^2+(aq) + 2e^-
На катоде: 2H^+(aq) + 2e^- -> H2(g)
Уравнение для общей реакции:
Fe(s) + 2H^+(aq) -> Fe^2+(aq) + H2(g)
Определение ОВР (электродного потенциала):
ОВР = ОВР(катод) - ОВР(анод)
ОВР(катод):
H2(g)/Pt: 0 V (стандартный потенциал водородного электрода)
ОВР(анод):
Fe/Fe^2+: E°(Fe/Fe^2+) - 0.0592 V / (2 * n)
Где E°(Fe/Fe^2+) - стандартный потенциал реакции Fe/Fe^2+ (это значение можно найти в таблице стандартных электродных потенциалов), а n - количество электронов, участвующих в реакции (в данном случае 2).
Подставляем известные значения и рассчитываем ОВР(анод):
ОВР(анод) = E°(Fe/Fe^2+) - 0.0592 V / (2 * 2)
Далее, рассчитываем ЭДС:
ЭДС = ОВР(катод) - ОВР(анод)
Подставляем найденные значения и рассчитываем ЭДС.
Учитывая концентрацию катионов металла [Fe^2+] = 10^-2 моль/л и зная уравнение Нернста:
ЭДС = ЭДС° - (0.0592 V / (2 * n)) * log([Fe^2+])
Подставляем значения и рассчитываем ЭДС.
Задание 2.
Уравнения для электродных процессов, протекающих при электролизе раствора KI:
На аноде: 2I^-(aq) -> I2(g) + 2e^-
На катоде: 2H^+(aq) + 2e^- -> H2(g)
Общая реакция:
2I^-(aq) -> I2(g) + 2e^- + 2H^+(aq) -> H2(g)
Продукты электролиза: йод (I2) на аноде и водород (H2) на катоде.
Для рассчета массы или объема вещества, образующегося на электродах и в приэлектродных пространствах, вам понадобится знать количество электричества (заряд), протекшее через электролиз.
Количество электричества (заряд) можно рассчитать, используя уравнение:
Q = I * t
Где Q - количество электричества (заряд), I - сила тока, t - время электролиза.
Зная количество электричества (заряд), можно рассчитать количество вещества (моль), образующегося на электродах, используя соотношение:
n = Q / F
Где n - количество вещества (моль), Q - количество электричества (заряд), F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).
Далее, с использованием коэффициентов реакции, можно рассчитать массу или объем вещества, образующегося на электродах и в приэлектродных пространствах.
Например, для расчета массы йода (I2) на аноде, можно использовать соотношение:
m = n * M
Где m - масса вещества (кг), n - количество вещества (моль), M - молярная масса вещества (кг/моль).
Аналогично можно рассчитать массу или объем вещества, образующегося на катоде и в приэлектродных пространствах, используя соответствующие коэффициенты реакции.
Схема гальванического элемента:
Pt|H2(g, p=1 atm)|H2SO4(aq)||FeSO4(aq)|Fe
Уравнения для электродных процессов:
На аноде: Fe(s) -> Fe^2+(aq) + 2e^-
На катоде: 2H^+(aq) + 2e^- -> H2(g)
Уравнение для общей реакции:
Fe(s) + 2H^+(aq) -> Fe^2+(aq) + H2(g)
Определение ОВР (электродного потенциала):
ОВР = ОВР(катод) - ОВР(анод)
ОВР(катод):
H2(g)/Pt: 0 V (стандартный потенциал водородного электрода)
ОВР(анод):
Fe/Fe^2+: E°(Fe/Fe^2+) - 0.0592 V / (2 * n)
Где E°(Fe/Fe^2+) - стандартный потенциал реакции Fe/Fe^2+ (это значение можно найти в таблице стандартных электродных потенциалов), а n - количество электронов, участвующих в реакции (в данном случае 2).
Подставляем известные значения и рассчитываем ОВР(анод):
ОВР(анод) = E°(Fe/Fe^2+) - 0.0592 V / (2 * 2)
Далее, рассчитываем ЭДС:
ЭДС = ОВР(катод) - ОВР(анод)
Подставляем найденные значения и рассчитываем ЭДС.
Учитывая концентрацию катионов металла [Fe^2+] = 10^-2 моль/л и зная уравнение Нернста:
ЭДС = ЭДС° - (0.0592 V / (2 * n)) * log([Fe^2+])
Подставляем значения и рассчитываем ЭДС.
Задание 2.
Уравнения для электродных процессов, протекающих при электролизе раствора KI:
На аноде: 2I^-(aq) -> I2(g) + 2e^-
На катоде: 2H^+(aq) + 2e^- -> H2(g)
Общая реакция:
2I^-(aq) -> I2(g) + 2e^- + 2H^+(aq) -> H2(g)
Продукты электролиза: йод (I2) на аноде и водород (H2) на катоде.
Для рассчета массы или объема вещества, образующегося на электродах и в приэлектродных пространствах, вам понадобится знать количество электричества (заряд), протекшее через электролиз.
Количество электричества (заряд) можно рассчитать, используя уравнение:
Q = I * t
Где Q - количество электричества (заряд), I - сила тока, t - время электролиза.
Зная количество электричества (заряд), можно рассчитать количество вещества (моль), образующегося на электродах, используя соотношение:
n = Q / F
Где n - количество вещества (моль), Q - количество электричества (заряд), F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).
Далее, с использованием коэффициентов реакции, можно рассчитать массу или объем вещества, образующегося на электродах и в приэлектродных пространствах.
Например, для расчета массы йода (I2) на аноде, можно использовать соотношение:
m = n * M
Где m - масса вещества (кг), n - количество вещества (моль), M - молярная масса вещества (кг/моль).
Аналогично можно рассчитать массу или объем вещества, образующегося на катоде и в приэлектродных пространствах, используя соответствующие коэффициенты реакции.
Знаешь ответ?