А) Какая реакция протекает самопроизвольно в железо-серебряном гальваническом элементе: 2Ag^0 + Fe^2+ = Fe^0 + 2Ag^
А) Какая реакция протекает самопроизвольно в железо-серебряном гальваническом элементе: 2Ag^0 + Fe^2+ = Fe^0 + 2Ag^+ или Fe^0 + 2Ag^+ = Fe^2+ + 2Ag^0 ? Обоснуйте свой ответ, рассчитав энергию Гиббса для каждой из реакций.
Б) В каком случае процесс коррозии хрома протекает более интенсивно: на хромовой пластинке или на пластинке из хрома, частично покрытой серебром? Почему? Укажите уравнения для соответствующих процессов.
Б) В каком случае процесс коррозии хрома протекает более интенсивно: на хромовой пластинке или на пластинке из хрома, частично покрытой серебром? Почему? Укажите уравнения для соответствующих процессов.
Мария 52
А) Для определения, какая реакция протекает самопроизвольно в железо-серебряном гальваническом элементе, мы можем рассчитать энергию Гиббса для каждой из реакций. Энергия Гиббса (G) является мерой спонтанности реакции. Если энергия Гиббса отрицательна, то реакция протекает самопроизвольно.Для реакции 2Ag^0 + Fe^2+ = Fe^0 + 2Ag^+:
Энергия Гиббса рассчитывается по формуле: \(\Delta G = \Delta G^\circ + RT\ln(Q)\), где \(\Delta G^\circ\) - стандартная энергия Гиббса, R - газовая постоянная, T - температура, Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов.
Расчет стандартной энергии Гиббса (\(\Delta G^\circ\)) для этой реакции может быть выполнен, используя таблицу стандартных энергий образования солей.
Для реакции Fe^0 + 2Ag^+ = Fe^2+ + 2Ag^0:
Аналогично, мы можем рассчитать энергию Гиббса (\(\Delta G\)) для этой реакции, используя ту же формулу и стандартные энергии образования.
Сравнив энергии Гиббса для обеих реакций, мы можем определить, какая из них протекает самопроизвольно. Реакция с меньшей энергией Гиббса будет самопроизвольной реакцией в данной системе.
Б) Для определения, в каком случае процесс коррозии хрома протекает более интенсивно, нужно рассмотреть процессы на хромовой пластинке и на пластинке из хрома, частично покрытой серебром.
На хромовой пластинке процесс коррозии протекает в результате окисления хрома и образования соединений хрома с кислородом из воздуха. Уравнение этого процесса может быть представлено как:
2Cr + 3O2 → 2Cr2O3
На пластинке из хрома, частично покрытой серебром, процесс коррозии также может протекать, но защитные свойства серебряного покрытия способствуют замедлению коррозии. Серебро действует как барьер, предотвращая прямой контакт хрома с окружающим окислителем (кислородом). Уравнение для этого процесса будет:
2Cr + 3O2 + 2Ag → 2Cr2O3 + 2Ag
Таким образом, процесс коррозии будет протекать более интенсивно на хромовой пластинке, не покрытой серебром, потому что в этом случае не будет препятствий для окисления хрома кислородом из воздуха. На пластинке из хрома, частично покрытой серебром, серебро служит защитным слоем, снижающим контакт хрома с окислителем, и, следовательно, замедляющим процесс коррозии.