Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде. Какой концентрации надо бы было взять ионы Fe2+, чтобы ЭДС элемента стала равной нулю, если [Zn2+] = 0,001 моль/л?
Решение:
Е0(Fe2+/ Fe0) = – 0,44 В
Е0(Zn 2+/ Zn 0) = – 0,763 В
По уравнению Нернста:
Е0(Zn 2+/ Zn 0) = – 0,763 В + 0,059/2* lg10-3 = – 0,763 – 0,0885 = – 0,8515 В
ЭДС = Е0(Fe2+/ Fe0) – Е0(Zn 2+/ Zn 0) = 0 В
0 = х – (- 0,8515) → х = – 0,8515 В
Тогда:
Е0(Fe2+/ Fe0) = – 0,44 В + 0,059/2* lg у = – 0,8515 В
0,059/2* lg у = – 0,8515 + 0,44 = – 0,4115
lg у = -13,95
[Fe2+] = 10-14
Zn имеет меньший потенциал – он анод, Fe – катод.
На аноде: Zn 0 – 2ê = Zn 2+
На катоде: Fe2+ + 2ê = Fe0
Уравнение окислительно-восстановительной реакции:
Zn 0 + Fe2+ = Zn 2+ + Fe0
(-) Zn 0 |Zn 2+ || Fe2+ | Fe0 (+)