Определите электродный потенциал рн раствора водородного электрода с рн равным 4. Сделайте вывод о процессах

Pchela

34

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться табличными данными о стандартных электродных потенциалах.

Стандартный водородный электрод имеет фиксированное электродное потенциал \(E^0 = 0\) В при всех условиях. Он принимается за эталонный и используется для измерения электродных потенциалов других электродов.

Если рН раствора водородного электрода равен 4, то мы знаем, что \(pH = -\log[H^+]\), где \([H^+]\) - концентрация ионов водорода в растворе. Чтобы рассчитать концентрацию ионов водорода, воспользуемся формулой обратной логарифма:

\([H^+] = 10^{-pH}\).

Теперь, чтобы найти электродный потенциал \(\text{E}\) водородного электрода при данном рH, мы можем использовать формулу:

\(\text{E} = \text{E}^0 - \frac{0.059}{2} \log[H^+]\),

где \(\text{E}^0\) - стандартный электродный потенциал для водородного электрода (\(=0\) В),
0.059 - натуральный логарифм числа \(10\) (для перевода логарифма в единицы Вольта), \(2\) - количество электронов, участвующих в реакции.

Подставим значения:

\(\text{E} = 0 - \frac{0.059}{2} \log(10^{-4})\)

\(\text{E} = 0 - \frac{0.059}{2} (-4)\),

\(\text{E} = 0.059 \cdot 2 \cdot 4\),

\(\text{E} = 0.472\) В.

Таким образом, электродный потенциал водородного электрода при рН равном 4 составляет \(0.472\) В.

Теперь рассмотрим процессы, происходящие на данном водородном электроде. На водородном электроде происходит реакция восстановления ионов водорода:

\(2\text{H}^+ + 2\text{e}^- \rightarrow \text{H}_2\) (газ).

Если другой электрод в гальваническом элементе является стандартным, то между электродами происходит поток электронов, сопровождающийся гальванической реакцией.

Если и водородный электрод также является стандартным, то электронные и ионные потоки на обоих электродах прекращаются, поскольку электроды находятся в состоянии электродного равновесия. В данном случае ион водорода на водородном электроде не окисляется и не восстанавливается, и реакции, происходящие на обоих электродах, прекращаются.

Таким образом, процессы, происходящие на водородном электроде, зависят от рн раствора и наличия других электродов в гальваническом элементе. Когда водородный электрод стандартен, реакции на нем прекращаются.