Дан гальванический элемент Fe/Cu 1. Объясните, какой из двух электродов в ГЭ будет катодом, а какой анодом? 2. Напишите уравнения электродных процессов и токообразующей реакции.

2 августа 2024
Химия

Условие:

Дан гальванический элемент Fe/Cu

1. Объясните, какой из двух электродов в ГЭ будет катодом, а какой анодом?

2. Напишите уравнения электродных процессов и токообразующей реакции.

3. Рассчитайте максимальную электрическую работу и ЭДС ГЭ.

4. Как изменится ЭДС ГЭ, если активность потенциалопределяющих ионов катода уменьшить в 100 раз.

5. Покажите графически, как меняется значение электродных потенциалов катода и анода при работе ГЭ. Объясните, почему напряжение ГЭ не равно ЭДС?

6. Предложите условия, которые позволили бы увеличить напряжение ГЭ.

Решение:

1. Выпишем стандартные электродные потенциалы заданных металлов:

Е⁰_Cu2+/Cu= 0,337В; E⁰_{Fe2+ /Fe} = -0,44В

Поскольку E⁰ _Fe2+/Fe Е⁰_Cu2+/Cu, то анодом в данном гальваническом элементе выступает Fe как более активный металл, а катодом - менее активный металл Cu.

2. Запишем электродные процессы:

А(-) Fe⁰ 2e = Fe²⁺ │2│1│

K(+) Cu²⁺ + 2e = Cu⁰ │2│1│

Cуммарная токообразующая реакция: Fe⁰ + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu⁰

3. Стандартная ЭДС ГЭ:

Е⁰_Э= Е⁰_К- Е⁰_А= 0,337 ( - 0,44 ) = 0,777В

Источником электрического тока является энергия Гиббса ТОР

- G_ТОР = А_max

Аmax = ...