Какова ЭДС концентрационной цепи, состоящей из двух медных электродов, погруженных в растворы медных солей

Вечный_Странник

53

ЭДС концентрационной цепи может быть найдена с использованием формулы Нернста:

\[E = E^0 - \frac{RT}{nF}\ln(Q)\]

Где:
- \(E\) - ЭДС концентрационной цепи.
- \(E^0\) - нормальный потенциал меди (+0,34 V).
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (8,314 J/(mol·K)).
- \(T\) - температура в кельвинах (температура 18°C равна 291 K).
- \(n\) - количество электронов, участвующих в реакции (в данном случае равно 2, так как медь образует двойные ионы).
- \(F\) - постоянная Фарадея (96485 C/mol).
- \(Q\) - отношение концентраций продуктов и реагентов.

В данной задаче, мы можем вычислить \(Q\) по формуле:

\[Q = \frac{{c_2^n}}{{c_1^n}}\]

Где \(c_1\) и \(c_2\) - концентрации ионов меди в первом и втором растворах соответственно.

Давайте подставим значения и посчитаем:

\[Q = \frac{{(1,3 \cdot 10^{-2})^2}}{{(1,2 \cdot 10^{-1})^2}}\]
\[Q = \frac{{1,69 \cdot 10^{-4}}}{{1,44 \cdot 10^{-2}}} \approx 1,1736 \cdot 10^{-2}\]

Теперь мы можем подставить значения в формулу Нернста и вычислить ЭДС концентрационной цепи:

\[E = 0,34 V - \frac{{8,314 J/(mol·K) \cdot 291 K}}{{2 \cdot 96485 C/mol}} \cdot \ln(1,1736 \cdot 10^{-2})\]
\[E \approx 0,34 V - 0,00305 V \cdot \ln(1,1736 \cdot 10^{-2})\]
\[E \approx 0,34 V - 0,00305 V \cdot (-4,4472)\]
\[E \approx 0,34 V + 0,01357 V\]
\[E \approx 0,35357 V\]

Таким образом, ЭДС концентрационной цепи для данной задачи составляет примерно 0,35357 В.