1) Какие будут потенциалы металлов, если они находятся в контакте с растворами их солей с заданной активностью катиона?

Содержание: Электрохимия и потенциалы металлов

Объяснение: Потенциал металлов в растворе их солей зависит от активности катиона. Чтобы найти потенциал металла, нужно использовать таблицы стандартных потенциалов (таблица ЭМД). В этих таблицах величины потенциалов указаны относительно стандартного водородного электрода (нулевой потенциал). Более положительный потенциал означает большую способность металла к окислению.

1) Для Fe/FeSO4:
- [Fe^2+] = 0,01
Найдем стандартный потенциал Fe/Fe^2+ из таблицы ЭМД: +0,44 В.
Так как [Fe^2+] < 1 М, то используем формулу Нернста:
E = E° - (0,0592 / n) * log([Fe^2+])
Подставим значения:
E = 0,44 - (0,0592 / 2) * log(0,01)
E = 0,44 - (0,0592 / 2) * (-2)
E = 0,44 + 0,0592 = 0,4992 В

2) Для Pb/Pb(NO3)2:
- [Pb^2+] = 0,1
Найдем стандартный потенциал Pb/Pb^2+ из таблицы ЭМД: -0,13 В.
Так как [Pb^2+] < 1 М, то используем формулу Нернста:
E = E° - (0,0592 / n) * log([Pb^2+])
Подставим значения:
E = -0,13 - (0,0592 / 2) * log(0,1)
E = -0,13 - (0,0592 / 2) * (-1)
E = -0,13 + 0,0296 = -0,1004 В

3) В электродной паре Mg|Mg^2+||Pb^2+|Pb:
По таблице ЭМД найдем потенциал для каждого иона:
- Mg^2+: -2,37 В
- Pb^2+: -0,13 В
Так как потенциал Mg^2+ более отрицателен, он будет растворяться.

В электродной паре Pb|Pb^2+||Cu^2+|Cu:
По таблице ЭМД найдем потенциал для каждого иона:
- Pb^2+: -0,13 В
- Cu^2+: +0,34 В
Так как потенциал Cu^2+ более положителен, он будет растворяться.

Совет: Для лучшего понимания данной темы рекомендуется изучить таблицу стандартных потенциалов металлов и понять, как активность катиона влияет на потенциал металла.

Проверочное упражнение: Для реакции NaI + Na2SO4 + H2O = I2 + Na2SO3 + NaOH, определите, в каком направлении протекает окислительно-восстановительная реакция при стандартных условиях.