Условие задачи
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.
Ответ
1. Выпишем стандартные электродные потенциалы заданных металлов:
Е0Cu2+/Cu = 0,337В; E0 Fe2+ /Fe = -0,44В
Поскольку E0 Fe2+/Fe Е0Cu2+/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:
Е0Э = Е0К - Е0А = 0,337 ( - 0,44 ) = 0,777В
Источником электрического тока является энергия Гиббса ТОР
- GТОР = Аmax
Аmax = ...
