1. Определите, какие электроды являются анодом и катодом в гальванической паре Mg | Mg2+ || H+ | H2. 2. Запишите

Yaksob_511

48

Хорошо, давайте по порядку рассмотрим каждый пункт вашей задачи.

1. Для определения анода и катода в гальванической паре Mg | Mg2+ || H+ | H2 нужно знать некоторые основные правила. Анод - это электрод, на котором происходит окисление (потеря электронов), а катод - это электрод, на котором происходит восстановление (получение электронов). В данной паре у нас Mg (магний) и H+ (протоны) участвуют в реакциях. Зная это, мы можем сделать вывод, что анодом будет являться магний (Mg), а катодом - протоны (H+).

2. Электрохимическая схема данного гальванического элемента будет выглядеть следующим образом:

Mg | Mg2+ (c = [Mg2+]) || H+ (c = [H+]) | H2

Стрелка с двойной вертикальной линией (||) разделяет анод и катод. На левой стороне находится анод, а на правой - катод. Между анодом и катодом показано условное разделение солей, в данном случае Mg2+ и H+.

3. Теперь давайте запишем уравнения реакций, происходящих на аноде и катоде, а также уравнение реакции, обеспечивающей ток:

На аноде (Mg): Mg -> Mg2+ + 2e^-

На катоде (H+): 2H+ + 2e^- -> H2

Уравнение реакции, обеспечивающей ток: Mg + 2H+ -> Mg2+ + H2

4. Когда ток проходит через гальванический элемент, концентрации электролитов могут меняться. На аноде (Mg) магний окисляется и ионы магния (Mg2+) образуются в растворе, что приводит к повышению их концентрации. На катоде (H+) ионы протонов (H+) участвуют в реакции восстановления, формируя молекулы водорода (H2), что приводит к снижению концентрации ионов протонов.

Также, соответствующие равновесные потенциалы полуэлементов также могут изменяться при протекании тока. На аноде (Mg) равновесный потенциал повышается, так как магний потеряет электроны и становится Mg2+. На катоде (H+) равновесный потенциал снижается, так как ионы протонов получают электроны и становятся молекулами водорода (H2).

5. Чтобы рассчитать электродвижущую силу (ЭДС) данного гальванического элемента, нужно использовать формулу Нернста:

ЭДС = ЭДС0 - (0.0592/n) * log(Q)

где ЭДС0 - стандартный потенциал, n - количество электронов, участвующих в реакции, Q - составной ионный электропотенциал.

Для данной реакции, стандартный потенциал ЭДС0 = 0.000 V (потому что начальные концентрации = 1M), n = 2 (две электрона участвуют в реакции), и Q = [Mg2+]/[H+] (отношение концентраций ионов Mg2+ к H+).

Таким образом, можно рассчитать ЭДС данного гальванического элемента используя известные значения концентраций.

Пожалуйста, проверьте свои расчеты и при необходимости задайте дополнительные вопросы!