Какова электродвязующая сила (ЭДС) гальванического элемента Fe/FeSO4//H2SO4 H2(Pt), при условии, что молярная

Яхонт

24

Для решения данной задачи, нам понадобится известный справочный интернет-источник, но я с радостью помогу вам найти решение!

ЭДС гальванического элемента может быть рассчитана с использованием уравнения Нернста:

\[E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF}lnQ\]

Где:
- \(E\) - электродвязующая сила (вольты)
- \(E^{\circ}\) - стандартный потенциал ячейки (вольты)
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К))
- \(T\) - температура (в Кельвинах)
- \(n\) - количество электронов, переносящихся в реакции
- \(F\) - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)
- \(Q\) - отношение активностей продуктов к активностям реагентов в уравнении реакции

Формула уравнения реакции для данного гальванического элемента будет выглядеть следующим образом:

\[Fe + H_2SO_4 \rightarrow H_2 + FeSO_4\]

Вначале рассчитаем \(Q\) для данного уравнения. Активность твердого вещества считается равной 1, поэтому оставим только активности растворенных компонентов:

\[Q = \frac{[H_2][FeSO_4]}{[Fe][H_2SO_4]}\]

Теперь заменим активности концентрациями и подставим все значения в формулу уравнения Нернста.

Сначала рассчитаем значение \(Q\):

\[Q = \frac{[H_2][FeSO_4]}{[Fe][H_2SO_4]} = \frac{(1)(0.01)}{(1)(0.0005)} = 20\]

Теперь подставим все значения в формулу:

\[E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF}lnQ\]

Стандартный потенциал для данного гальванического элемента будет равен 0, так как гальванический элемент содержит одно и то же вещество на обоих электродах.

Осталось вычислить значение ЭДС:

\[E = 0 - \frac{(8.314)(298)}{(2)(96485)}ln(20)\]

После вычислений получаем значение электродвязующей силы (ЭДС) для данного гальванического элемента. Простыми словами, это значение показывает "силу" с которой протекает процесс окисления-восстановления в данной электрохимической ячейке.