В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Магний в электрохимическом ряду напряжений стоит левее кадмия, значит, имеет меньшее значение электродного потенциала, чем кадмий. Следовательно, в гальваническом элементе магниевый электрод будет анодом, а кадмиевый – катодом.
Ео (Cd(2+)/Cd) = − 0,403 B
Eo(Mg(2+)/Mg) = – 2,362 B
Ео (Cd(2+)/Cd) > Eo(Mg(2+)/Mg)
Схема гальванического элемента
A(-) Mg | Mg(2+) (1M) || Cd(2+) (1M) | Cd K(+)
На аноде протекает процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.
[Mg(2+)] = [Сd(2+)] =1 моль/л
В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Магний в электрохимическом ряду напряжений стоит левее кадмия, значит, имеет меньшее значение электродного потенциала, чем кадмий. Следовательно, в гальваническом элементе магниевый электрод будет анодом, а кадмиевый – катодом.
Ео (Cd(2+)/Cd) = − 0,403 B
Eo(Mg(2+)/Mg) = – 2,362 B
Ео (Cd(2+)/Cd) > Eo(Mg(2+)/Mg)
Схема гальванического элемента
A(-) Mg | Mg(2+) (1M) || Cd(2+) (1M) | Cd K(+)
На аноде протекает процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Mg(0) – 2е = Mg(2+) | 1 – окисление на аноде
Катод (+) Cd(2+) + 2e = Cd(0) | 1 – восстановление на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение токообразующей реакции, которое в ионном виде, выражает происходящую в элементе реакцию.
Mg + Cd(2+) → Mg(2+) + Cd
Электродные потенциалы по уравнению Нернста при 298 К
Е (анода) = Е (Mg(2+)/Mg) = Ео (Mg(2+)/Mg) + (0,059/2)*lg[Mg(2+)] = − 2,362 + 0,0295*lg1 = − 2,362 + 0 = − 2,362 B
Е (катода) = Е (Cd(2+)/Cd) = Ео (Cd(2+)/Cd) + (0,059/2)*lg[Сd(2+)] = − 0,403 + 0,0295*lg1 = − 0,403 + 0 = − 0,403 B
ЭДС гальванического элемента
Е = Е (катода) – Е (анода) = − 0,403 − (− 2,362) = 2,765 В
При молярной концентрации ионов магния Mg(2+) и кадмия Сd(2+) равной 1 моль/л ЭДС гальванического элемента равна стандартной ЭДС гальванического элемента.
Ео = Ео (Mg(2+)/Mg) - Ео (Cd(2+)/Cd) = − 0,403 − (− 2,362) = 2,765 В
Если концентрации каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л, то ЭДС гальванического элемента не изменится.
Пусть [Mg(2+)] = [Сd(2+)] = 0,01 моль/л
Поскольку ионы магния Mg(2+) и кадмия Сd(2+) двухвалентны, то ЭДС гальванического элемента можно записать в виде
Е = Е (Mg(2+)/Mg) - Е (Cd(2+)/Cd) = Ео (Mg(2+)/Mg) - Ео (Cd(2+)/Cd) + (0,059/2)*lg([Mg(2+)]/[Сd(2+)]) = Ео + (0,059/2)*lg(0,01/0,01) = Ео + (0,059/2)*lg1 = Ео + 0 = Ео = 2,765 В
Дано:
m(раствораKI)=2кг.
ω%(KI)=2%
Vm=22,4м³./кмоль
V(CI₂)-?
1. Определим массу иодида калия в 2кг. 2% раствора:
m(KI)=ω%(KI)хm(раствораKI)÷100%
m(KI)=2%х2кг.÷100%=0,04кг.
2. Определим молярную массу иодида калия:
M(KI)=39+127=166кг./кмоль
3. Определим колияество вещества иодида калия в 0,04кг.:
n(KI)=m(KI)÷M(KI)
n(KI)=0,04кг.÷166кг./кмоль=0,0002кмоль
4. CI₂+2KI=2KCI+I₂
по уравнению реакции:
n(CI)=1кмоль n(KI)=2кмоль
по условию задачи:
n₁(CI)=0,0001кмоль n₁(KI)=0,0002кмоль
5. Определим объем хлорв количеством вещества 0,0001кмоль:
V(CI₂)=n₁(CI)хVm
V(CI₂)=0,0001кмольх22,4м³/кг.=0,002м³
6. ответ: потребуется 0,002м³ хлора.