Каков равновесный электродный потенциал по уравнению Нернста при стандартных условиях, если рН раствора равен

Сквозь_Песок

32

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение Нернста, которое связывает равновесный электродный потенциал, стандартный потенциал, константу равновесия и концентрации реагентов.

Уравнение Нернста имеет следующий вид:
\[E = E^\circ - \frac{{0.0592}}{{n}} \cdot \log Q\]
где:
- E - равновесный электродный потенциал
- E^\circ - стандартный потенциал
- 0.0592 - константа Нернста при комнатной температуре
- n - количество электронов, участвующих в электродном процессе
- Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов, выраженное в виде произведения их концентраций, каждая из которых возведена в степень, равную её коэффициенту в уравнении электродного процесса.

В задаче даны следующие данные:
- рН раствора = 9
- концентрация ионов Cl– = 0.01 М
- уравнение электродного процесса: Cl– + OH– ± e = ClO2 + H2O
- стандартный потенциал E^\circ = +0.85 В

Количество электронов (n) в данном уравнении равно 1, поскольку происходит одна электронная переносная реакция.

Для расчета значения Q в уравнении Нернста, мы должны учесть активности всех участвующих в реакции компонентов. Однако, в данной задаче нам дано значение рН раствора, которое позволяет нам исключить роль активностей и использовать просто концентрации реагентов.

Из рН мы можем узнать концентрацию OH– и H3O+ в растворе. Поскольку раствор имеет рН равный 9, концентрация OH– и H3O+ будет равна 10^{-9} М.

Теперь, чтобы рассчитать Q, мы можем использовать выражение:
\[Q = \frac{{[ClO2] \cdot [H2O]}}{{[Cl–] \cdot [OH–]}}\]
и подставить известные значения:
\[Q = \frac{{1 \cdot 10^{-9}}}{{0.01 \cdot 10^{-9}}} = 100\]

Теперь, с учетом всех известных значений, можно рассчитать равновесный электродный потенциал:
\[E = +0.85 - \frac{{0.0592}}{{1}} \cdot \log 100\]

Вычислив эту формулу, мы получаем значение равновесного электродного потенциала (E) при стандартных условиях для данного электродного процесса.