Вычислите ЭДС гальванического элемента, образованного Ag электродом, погруженным в 0,01М раствор AgNO3 и Pt электродом, погруженным
Вопрос пользователя
Вычислите ЭДС гальванического элемента, образованного Ag электродом, погруженным в 0,01М раствор AgNO3 и Pt электродом, погруженным в 0,1 М раствор HNO3. Дайте схематическую запись этого элемента и напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде.
Ответ эксперта
В растворе азотной кислоты есть ионы Н+ и NO3-.
2Н+ + 2ē ⇆ Н2 , φ° = 0,00 В
φ = 0,059 ∙ lg[Н+]= 0,059 ∙ lg0,1 = –0,059 В <0,631 В - этот процесс может быть только анодным, т.е. может протекать окисление газообразного водорода, что невозможно в отсутствие водородного электрода (т.е. без поступления потока Н2 на платиновый электрод, опущенный в р-р кислоты).
Поэтому на платиновом эл-де возможно только восстановление NO3-, т.к. азот находится в высшей степени окисления и может только принимать электроны. Т.о. Pt служит катодом, на кот. восст. анионы NO3-, а Ag — анодом, кот. окисл. до катионов Ag+.
Электродные процессы:
На аноде — Ag:
Ag – ē → Ag+ , φ° = +0,799 В
φ = φ° + 0,059/n ∙ lg[Ag+] = 0,799 + 0,059 ∙ lg 0,01 = 0,631 В
на катоде — Pt:
NO3- + 4H+ + 3ē → NO +2H2O , φ° = 0,96 В
при давлении газа 1 атм:
φ=φ° + 0,059/n ∙ lg {[NO3-]∙[H+]^4} = 0,96 + 0,059/3 ∙ lg (0,1∙0,1^4)=0,862 В
ЭДС : Е=φк – φа = 0,862 – 0,631 = 0,231 В
Схема ГЭ:
Ag | AgNO3 (0,01 M) || HNO3 (0,1 M) | NO , Pt
Суммарная реакция:
3Ag + 4HNO3(разб.) → 3AgNO3 + NO↑ + 2H2O
