в гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Поскольку в электрохимическом ряду напряжений серебро стоит правее кадмия, значит, серебро имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем кадмий. Следовательно, в данном гальваническом элементе анодом будет кадмиевый электрод, а катодом – серебряный.
Тогда молярные концентрации ионов Cd(2+) и Ag(+)
[Cd(2+)] = 0,001 моль/л – молярная концентрация у анода
[Ag(+)] = 1,0 моль/л – молярная концентрация у катода
На аноде протекает процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.
Анод (-) Cd – 2е = Cd(2+) | 1 – окисление
Катод (+) Ag(+) + e = Ag | 2 – восстановление
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальваническом элементе реакцию.
2Ag(+) + Cd = 2Ag↓ + Cd(2+)
Электродные потенциалы электродов по уравнению Нернста при 25 градусах С
Е (анода) = Е (Cd(2+)/Cd) = Ео (Cd(2+)/Cd) + (0,059/2)*lg[Сd(2+)] = − 0,403 + 0,0295*lg0,001 = − 0,403 − 0,0295*3 = − 0,4915 B
Е (катода) = Е (Ag(+)/Ag) = Ео (Ag(+)/Ag) + (0,059/1)*lg[Ag(+)] = + 0,799 + 0,059*lg1,0 = + 0,799 B
ЭДС гальванического элемента
Е = Е (катода) – Е (анода) = + 0,799 − ( − 0,4915) = 1,2905 В
Схема гальванического элемента.
А (–) Cd | Cd(2+) (0,001M) || Ag(+) (1,0M) | Ag К (+)
В схеме гальванического элемента слева записывается анод, а справа – катод.
а) W(Me) = 52.3%
MeCl - ?
W(Cl2) = 100 - 52.3 = 47.7%
2Me + Cl2 = 2MeCl
Mr(MeCl) = 35.5 / 0.477 = 74.42 = 74.4
Ar(Me) = 74.4 - 35.5 = 38.9 = 39
Это Калий.
Формула соединения KCl.
б) m(MeNO3) = 17 g
m(Me) = 10.8 g
m(NO3) = 17 - 10.8 = 6.2 g
N(NO3) = 6.2 / 62 = 0.1 mol
x mol 0.1 mol
Me + NO3 = MeNO3
1 mol 1 mol
1:x=1:0.1
x = 0.1
M(Me) = 10.8 / 0.1 = 108 g/mol
M=Mr
это Ag - серебро(аргентум)
AgNO3.
в) W(As) = 29.3 %
Me3AsO4 - ?
Mr(Me3AsO4) = 75:0.293 = 255.97 = 256
Ar(Me) = 256 - 75 - 64 = 117:3 = 39 - Калий.
K3AsO4.
г) W(Me) = 32.4 %
Me2SO4 - ?
W(SO4) = 100 - 32.4 = 67.6%
Mr(Me2SO4) = 96 / 0.676 = 142
Ar(Me) = 142 - 96 = 46:2 = 23 - это Натрий.
Na2SO4.
д) 3 унций = 85.04 g (округление до сотых)
15 унций = 425.24 g (округление до сотых)
m(Me) = 85.04 g
m(MeSO4) = 425.24 g
MeSO4 - ?
m(SO4) = 425.24 - 85.04 = 340.2 g
N(SO4) = 340.2 / 96 = 3.54 mol
x mol 3.54 mol
Me + SO4 = MeSO4
1 mol 1 mol
1:x = 1:3.54
x = 3.54
M(Me) = 85.04 / 3.54 = 24 g/mol
M=Mr
это магний (Mg)
MgSO4.