Требуется создать гальванический элемент с использованием свинцового электрода в качестве катода. Необходимо рассчитать

Гальванический элемент с использованием свинцового электрода

Разъяснение: Гальванический элемент представляет собой устройство, в котором происходит преобразование химической энергии в электрическую. Элемент состоит из двух полунепроницаемых электродных компартментов, соединенных между собой электролитом, и двух электродов - анода и катода.

В данной задаче требуется создать гальванический элемент с использованием свинцового электрода в качестве катода. Таким образом, свинцовый электрод будет служить местом, где будет происходить процесс восстановления свинца из ионной формы.

Для расчета ЭДС гальванического элемента, необходимо знать концентрации ионов металла M^n+ на аноде и катоде. В данной задаче, концентрация ионов металла M^n+ на аноде составляет 0.001 моль/л, а на катоде - 0.1 моль/л.

Электродные процессы в гальваническом элементе можно описать следующим образом:

На аноде: M^n+ + nе- -> M

На катоде: Pb + nе- -> Pb^n+

Таким образом, на аноде происходит окисление ионов металла M^n+ с выделением свинца (M), а на катоде происходит восстановление свинца (Pb) с присоединением электронов.

Например:
Задача: Рассчитайте ЭДС гальванического элемента при данных концентрациях ионов металла M^n+.
Концентрация на аноде: 0.001 моль/л
Концентрация на катоде: 0.1 моль/л

Решение:
ЭДС гальванического элемента можно рассчитать по формуле:
ЭДС = ЭДС° - (RT/nF) * ln(Q)

Где:
ЭДС° - стандартный электродный потенциал для соответствующей пары реакций
R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К))
T - температура в кельвинах
n - количество электронов, участвующих в реакции
F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)
Q - отношение активностей продуктов и реагентов

Подставим значения в формулу и рассчитаем ЭДС:

ЭДС = ЭДС° - (RT/nF) * ln((0.1/0.001)^n)

Совет: Для расчета ЭДС гальванического элемента, необходимо знать стандартный электродный потенциал соответствующей пары реакций. Используйте таблицу стандартных электродных потенциалов для определения соответствующих значений.

Упражнение:
Рассчитайте ЭДС гальванического элемента, если концентрация ионов металла M^n+ на аноде составляет 0.01 моль/л, а на катоде - 0.1 моль/л. Значение стандартного электродного потенциала равно 0.2 В.