Koncentráció elektrokémiai cella
Home | Rólunk | visszacsatolás
Koncentráció galvanikus elem - egy elem, amelyekben mindkét elektród anyaga egy fém, és egy potenciális különbség van kialakítva annak a ténynek köszönhető, hogy ezek elektródák el vannak hagyva az oldatok sóik különböző koncentrációjú.
Az elektród leeresztik a sóoldat koncentrációban potenciális meghatározó ionok fordul elő több negatív potenciál és az elektród az anód. Az elektróda, leeresztjük az oldatba sókoncentrációja magasabb, van egy pozitív potenciál; Ez az elektróda tulajdonképpen egy katód.
Példák problémák és megoldások
Számítsuk EMF cink - réz elektrokémiai cella potenciál koncentrációjának meghatározására cinkionokat 1 mol / l réziont és 0,01 mol / l. Írja a reakciók végbemenetelét az elektródák és a teljes áram-termelő reakció. Készíts egy rajzot a művelet az elektrokémiai cella.
Mivel a koncentráció a réz-ion koncentráció eltér a normál érték 1 mol / liter, egyensúlyi potenciálja a réz elektróda számlálásával a Nernst-egyenlet.
A egyensúlyi potenciálja a cink elektród lesz egyenlő annak szabványos értékétől (-0,76V), mivel a cinkionok koncentrációja az oldatban 1 mol / l.
Az anód a galvánelem cink, mivel potenciál negatívabb, mint a potenciális a réz elektróda. Ezután, az elektromotoros erő a cella a következő egyenlet szerint (7) egyenlő lesz a potenciális különbség a réz és a cink elektródákat.
Abban az anód, a sejt végbemegy cink oxidációs reakció:
a katód egy redukciós reakciója rézionok:
A teljes áram-képző reakciót hozzáadásával érjük el az algebrai elektród reakciók
A rendszer az elektrokémiai cella:
A (-) Zn | Zn 2+ || Cu 2+ | Cu (+) K
Írja végbemenő reakció a hidrogén-elektróda nikkel - hidrogén elektrokémiai cella standard körülmények között.
A táblázat standardpotenciál szabvány írási potenciálokat. Standard hidrogén elektród potenciál egyenlő (+ 0,00V), és a standard elektród potenciálja nikkel (-0,25V). Mivel a nikkel-elektród potenciál negatívabb, ez lesz az anód és a hidrogén-elektród - katód. Ezért, tudjuk írni a redukciós reakció a hidrogén-elektród:
Számítsuk EMF a réz koncentrációja elektrokémiai cella koncentrációban potenciális meghatározó ionok 0,01 mol / l és 1 mól / l. Írja fellépő reakciók az elektródok, és a teljes reakció, hozzon létre egy áramköri elem.
Annak meghatározására, az anód és a katód az elektrokémiai cellában koncentráció, ez kell számítani az egyensúlyi potenciálok az elektródok. Az érték a elektródpotenciál réz ionok koncentrációja 1 mol / l lehet venni a táblázatból. A koncentráció 0,01 mol / l kiszámításához szükséges egyensúlyi potenciálja az elektróda a Nernst-egyenlet (4):
Összehasonlítva ezeket két potenciál, azt látjuk, hogy az elektróda potenciál-meghatározó ionok a koncentráció 0,01 mol / l-nek egy negatív potenciál (0,27V). Ez az elektróda tulajdonképpen egy anódot és a második katód elektród.
Számítsuk ki a EMF a (6) egyenlet
Az egyenletek a elektródaáram-termelő reakciók és a teljes reakció:
Vezetői a réz koncentrációja az elem
A (-) Cu | Cu 2+ || Cu 2+ | Cu (+) K
ACU + 2 = 10 -2 mol / l Anion n - ACU 2 + = 1 mol / l
Amikor bármely tevékenység a egyensúlyi potenciálja vasion elektród 298 K egyenlő lesz a standardpotenciál cink.
A függőség a elektród potenciál a Nernst-egyenlet fejezi koncentráció:
Egy vas elektróda, ez az egyenlet lesz a következő formában:
A feladat szerint:
Standard cink potenciálok (-0,76V) és a vas (- 0,44V) veszünk ki egy táblázat szabványos potenciálok. Akkor tudjuk írni:
Számítsuk ki a potenciális az oxigén elektród egy szabványos oxigén nyomás és pH = 4.
A egyensúlyi potenciálja az oxigén elektród egyenlet szerint (6) egyenlő:
Behelyettesítve az adatokat a feltételeket, a probléma, ezt kapjuk:
141 *. Ami a potenciális változás a cink elektród, ha a cink-oldatot, amelyben van merítve, 10-szeresére hígítottuk?
6. táblázat Normál potentsialynekotoryh
gáz és fém elektródok (T = 298 K)
142 *. Számítsuk ki a potenciális hidrogén elektród, ha a [H +] =
143 *. hidrogén elektród potenciál 0,145 V. Határozzuk meg a oldat pH-ját.
144 *. Számítsuk ki, hogyan kell változtatni a lehetséges a cink elektród, ha a koncentráció a cink-szulfát oldatot, amely belemerül a cink lemez csökken 0,1-0,01 mol / l.
145 *. Potenciális mangán helyezett elektróda sóoldatban 1,1 V. koncentrációjának kiszámításához mangán ionok Mn2 + (mol / l).
146 *. Számítsuk ki a potenciális a vas elektróda oldatba merítjük, amely 0,0699 g FeCl2v 0,5 liter.
147 *. Számítsuk ki az elektród potenciál oldatban magnézium sója koncentrációban ion Mg2 + 0,1; 0,01; 0,001 mol / l.
148 *. Koncentrációjának kiszámításához H + ionok az oldatban, ahol a hidrogén-elektród potenciál 236 mV.
149 *. Határozzuk meg az elektród potenciál a réz, merülő-zhennoy 0,0005 mólos Cu (NO 3) 2.
150 *. Amikor koncentrációban Cu2 + ionok (mol / l), az értéket az elektród potenciálja réz megegyezik a standard hidrogén elektród potenciálját?
151 *. EMF galvanikus elem által alkotott nikkel, merített só oldat koncentrációja a nikkel ionok 10-4 mol / l, és ezüst, merített sóoldatban, egyenlő 1.108 V. koncentrációjának meghatározása Ag + ionok az oldatban a só.
* 152. Készítsen diagramja a működését a elektrokémiai cella, image-vannogo vas és az ólom, elmerül a 0,005 M oldatok sóik. Számolja az EMF ez az elem.
153 *. Costavte áramkör lezajló folyamatok a réz-kadmium az elektrokémiai cella standard körülmények között, kiszámításához az elektromotoros erő. Mi az a koncentráció elektrokémiai cella? Adj egy példát.
154 *. Számítsuk EMF ezüst-cink elektrokémiai cella, ha annak alkotó merített elektródák megoldások egy kation koncentrációja 0,002 mol / l. Costavte áramköri elem.
155 *. Számítsuk ki a EMF a sejt által kialakított magnézium és cink, elmerül oldatok képezett sóik ion koncentráció [Mg2 +] = 1,8 · 10-5, [Zn2 +] = 2,5 · 10-2 mol / l.
156 *. Készítsen táblázatot a koncentrációja az elektrokémiai cella: az ezüst elektróda oldatban annak sóját [Ag +] = 10-4 mol / l, és egy ezüst elektród oldatban [Ag +] = 10-5 mol / l. Jelölje meg, az elektródok egy anód, egy - katód. Számoljuk ki a EMF elem.
157 *. Számítsuk ki a EMF a cella, amely két rézlemezek merített rézsó oldat koncentrációja az egyik elektród [Cu2 +] = 1,0 mol / l, és a másik - [Cu2 +] = 10-3 mol / l.
158 *. Galvanikus lánc áll vas merítjük sóoldat koncentrációban az ionok Fe2 +, egyenlő 0,001 mol / l, és a réz, oldatába merítjük annak sóját tartalmazza. Mi legyen a réz koncentrációja megoldást EMF lánc volt egyenlő nulla?
159 *. Készítsen egy áramköri egyenlet írási elem elektróda folyamatok, amelyek rezet és kadmium lemezeket oldatába merítjük koncentrációját tartalmazó ionok saját [Cd2 +] = [Cu2 +] = 1,0 mol / l. Számolja az EMF ez az elem.
160 *. A sejt áll nikkel, merített sóoldat koncentrációban Ni2 + ionok egyenlő 10-4 mol / l, és ezüst, merített sóoldat koncentrációban az ionok Ag +, egyenlő 10-2 mol / l. Számolja az EMF a sejt.
Példák problémák megoldása
Úgynevezett elektrolízis folyamatokban előforduló elektromos áram egy külső forrásból, hogy az elektródák leengedjük az olvadékba, vagy elektrolit oldatban.
Az elektród csatlakozik a pozitív pólusára egyenáramú áramforrása, az oxidációs reakció folytassa. Ez az elektróda tulajdonképpen egy anód. Oldható anódok anyaga színesfémek (cink, réz, ón, stb). A nem oldódó anódok - arany, platina csoportbeli fémek, valamint a szén vagy grafit.
Az elektród csatlakozik a negatív pólusa az egyenáramú áramforrás, egy redukciós reakció fordul elő, az elektróda lesz a katód.
Tekintsük az elektród reakciók előforduló nátrium-klorid elektrolízisével olvadék grafitelektródák.
Amikor olvadás lép fel termikus disszociációja sók. Az ionos összetétele az elektrolit a következő:
Amikor feszültséget az elektródokra egy külső áramforrás az elektrolit kezdődik irányított mozgását az ionok és a negatív töltésű ionok (anionok) felé fog elmozdulni az anód és a pozitív töltésű ionok (kationok) -, hogy a katód.
Ebben az esetben is vonzza az anód klór anionok és
az anód lesz a folyamat oxidációs:
Ahhoz, hogy a katód vonzza nátrium-kationok, és helyreállítja a folyamat:
Ennek eredményeként, elektrolízis olvadékok a sók előállíthatók fémek tiszta formában.