Какой металлический стержень, из меди (+ 0,34B) или кадмия (–0,402B), будет использоваться для вытеснения олова

Всеволод

57

Спасибо за интересный вопрос! Для определения того, какой из металлических стержней будет использоваться для вытеснения олова из раствора SnCl2 с концентрацией 1М, нам нужно сравнить стандартные потенциалы окислительно-восстановительных реакций для меди и кадмия в отношении олова.

Стандартный потенциал окислительно-восстановительной реакции показывает, насколько легко элемент будет приобретать или отдавать электроны. Если стандартный потенциал положительный, то элемент легче приобретает электроны и выступает в роли окислителя. Если стандартный потенциал отрицательный, то элемент легче отдает электроны и выступает в роли восстановителя.

Для вытеснения олова (Sn) из раствора SnCl2 реакция, которая происходит, может быть представлена следующим образом:

\[Sn^{2+} + 2e^- \rightarrow Sn \quad (1)\]

Теперь давайте рассмотрим реакции вытеснения меди (Cu) и кадмия (Cd) из их соответствующих солей:

Медь (Cu):
\[Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu \quad (2)\]

Кадмий (Cd):
\[Cd^{2+} + 2e^- \rightarrow Cd \quad (3)\]

Теперь, чтобы определить, какой из стержней будет использоваться для вытеснения олова, мы должны сравнить стандартные потенциалы этих реакций. Стандартные потенциалы для реакций (1), (2) и (3) можно найти в таблицах стандартных потенциалов.

Стандартные потенциалы окислительно-восстановительных реакций для данных элементов могут быть представлены следующим образом:

\[E^\circ(Sn^{2+}/Sn) = -0.14 \, \text{В}\]
\[E^\circ(Cu^{2+}/Cu) = +0.34 \, \text{В}\]
\[E^\circ(Cd^{2+}/Cd) = -0.40 \, \text{В}\]

Исходя из этих значений, можно сделать следующие выводы:

1) Стандартный потенциал для реакции вытеснения олова (Sn) из раствора SnCl2 (-0.14 В) выше, чем стандартный потенциал для реакции вытеснения кадмия (Cd) из раствора CdCl2 (-0.40 В). То есть олово (Sn) сможет вытеснить кадмий (Cd) из раствора.

2) Стандартный потенциал для реакции вытеснения олова (Sn) из раствора SnCl2 (-0.14 В) ниже, чем стандартный потенциал для реакции вытеснения меди (Cu) из раствора CuCl2 (+0.34 В). То есть медь (Cu) сможет вытеснить олово (Sn) из раствора.

Таким образом, медь (Cu) будет использоваться для вытеснения олова (Sn) из раствора SnCl2 с концентрацией 1М. Реакции вытеснения в молекулярном и ионно-молекулярном виде могут быть записаны следующим образом:

В молекулярном виде:
\[Cu + SnCl2 \rightarrow Sn + CuCl2 \quad (4)\]

В ионно-молекулярном виде:
\[Cu^{0} + 2Sn^{2+} + 4Cl^- \rightarrow Sn^0 + 2Cu^{2+} + 4Cl^- \quad (5)\]

Надеюсь, это ответ полностью удовлетворяет вашему запросу и понятен школьнику! Пожалуйста, дайте мне знать, если у вас есть еще вопросы.