Рассчитайте ЭДС и изменение величины энергии Гиббса для гальванического элемента, образованного магнием и цинком. которые погружены концентр...
Условие:
Рассчитайте ЭДС и изменение величины энергии Гиббса для гальванического элемента, образованного магнием и цинком. которые погружены концентрациями Zn²=2.510-2. B растворы их солей с (моль/л) CMg-1.810-5.
Решение:
Для расчета ЭДС и изменения величины энергии Гиббса для гальванического элемента, образованного магнием и цинком, мы можем использовать уравнение Нернста.
Уравнение Нернста для расчета ЭДС (E) гальванической ячейки выглядит следующим образом:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
где: E° - стандартный потенциал ячейки, R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль), ln - натуральный логарифм, Q - отношение активностей продуктов к активностям реагентов.
Для данного случая, рассмотрим реакцию окисления цинка (Zn) и восстановления магния (Mg):
Zn(s) + Mg²+(aq) → Zn²+(aq) + Mg(s)
Стандартный потенциал ячейки (E°) для этой реакции можно найти в таблицах стандартных потенциалов. Для данной реакции E° = -2.71 В.
Теперь рассчитаем Q, используя концентрации ионов:
Q = [Zn²+]/[Mg²+]
Заметим, что концентрация ионов цинка ([Zn²+]) равна 2.510^(-2) М, а концентрация ионов магния ([Mg²+]) равна 1.810^(-5) М.
Теперь, используя уравнение Нернста, мы можем рассчитать ЭДС (E):
E = -2.71 - (8.314 * T / (2 * 96485)) * ln(2.510^(-2) / 1.810^(-5))
Изменение величины энергии Гиббса (ΔG) можно рассчитать с использованием следующего уравнения:
ΔG = -n * F * E
где n = 2 (количество электронов, участвующих в реакции).
Таким образом, мы можем рассчитать ЭДС и изменение величины энергии Гиббса для данного гальванического элемента, используя указанные значения концентраций и стандартный потенциал ячейки.
