21 | H2 | 98910 | 25 | 15 | 2,5

22 | O2 | 101325 | 20 | 20 | 3

23 | С12 | 80910 | 15 | 25 | 4

24 | F2 | 101325 | 17 | 18 | 3,5

25 | H2 | 80910 | 15 | 16 | 2,2

26 | O2 | 98910 | 10 | 13 | 2,7

27 | С12 | 101325 | 22 | 10 | 3,2

28 | F2 | 98910 | 18 | 6 | 3,5

29 | O2 | 80910 | 20 | 5 | 4

30 | H2 | 101325 | 25 | 15 | 2,5

31-40 При .електролізі розчину NaCl було одержано V, cm3 розчину, що містить mNaOH2 , г лугу NaOH за той же час в кулонометрі виділилось mCu, г міді з розчину сірчанокислої міді. Вирахувати вихід по струму, користуючись наступними даними

№ п/п | V,CM3 | mNaOH2, г | mCu

31 | 400 | 12,00 | 15,95

32 | 500 | 13,96 | 16,01

33 | 120 | 6,75 | 10,00

34 | 200

- | 9,00 | 15,50

35 | 250 | 10,15 | 14,65

36 | 300 | 14,95 | 17,37

37 | 340 | 12,00 | 15,00

38 | 380 | 14,00 | 16,35

39 | 420 | 13,50 | 18,00

40 | 450 | 17,03 | 17,25

41-50 Обчислити катодну густину струму на сітчастому циліндричному електроді, висотою 1, см і діаметром d, см при силі струму I, А, користуючись наступними даними:

№п/п | d, см | 1, см | І, А

41 | 5 | 8 | 2

42 | 4 | 5 | 1,5

43 | 3 | 3 | 1,96

44 | 2 | 5 | 0,5

45 | 5 | 7 | 1,2

46 | 3 | 4 | 2,61

47 | 4 | 7 | 0,75

48 | 4 | 5 | 0,3

49 | 3 | 8 | 1,0

50 | 4 | 7 | 0,3

§3 Гальванічні елементи. Електродні потенціали і електрорушійна сила гальванічного елемента.

Теоретичні відомості

Гальванічний ланцюг в загальному випадку можна зобразити схемою

Електрод І / розчин І / розчин II / електрод II

Різниця потенціалів між електродом і розчином називається електродним потенціалом, а між двома розчинами - дифузійним потенціалом. Через малу величину в розрахунках звичайно дифузійним потенціалом нехтують. Тому електрорушійна сила гальванічного елемента визначається в основному різницею між електродними потенціалами його елементів.

Схему гальванічного елемента прийнято розміщувати так, щоб зліва був той електрод, потенціал якого більший.

Електродний потенціал електрода І роду (металу, зануреного в розчин, що містить іони того ж металу) обчислюється за рівнянням Нернста.

Е = Е0 + RT/nF *ln CMe+ (1)

Де Е - потенціал електрода, В

Е0 - стандартний потенціал електрода

R - універсальна газова стала (8,314 Дж/град моль)

Ф - абсолютна температура, °К

n - число електронів, які втрачає атом металу, перетворюючись в іон (n рівне валентності металу в даній сполуці)

F - число Фарадея (F = 96500 Кл)

СMe+ - концентрація катіона в розчині г іон/л

Так, як при Ф =291°К (18°С) величина

RT/F *2,303 = 8,31*291*2,303/96500 = 0,058

А при Ф = 298°К (25°С)

RT/F *2,303 = 8,31*298*2,303/96500 = 0,059,

То рівняння Нернста можна записати

при 18°С Е = Е0 + 0,058/n *lg СMe+ (2)

При 25°С Е = Е0 + 0,059/n *lg CMe+ (3)

Електрорушійна сила гальванічного елемента обчислюється за рівнянням (для 25°С)

Е = Е1 - Е2 = Е0, + 0,059/n1 *lg C1 - (Е0’’ + 0,059/n2 *lg С2) = Е0, - Е0’’+ + 0,059/ n1 *lg С1 - 0,059/n2 *lg C2 (4)

Де Е0, і Е0’’ - нормальні електродні потенціали металів, n1 і n2 - валентності іонів, С1 і С2 - концентрація іонів в розчині.

Якщо n1 = n2, то електрорушійна сила гальванічного елемента при 25°С рівна

Е =Е01 – Е02 + 0,059/n1 * lg C1/C2 (5)

А при18°С

Е =Е01 – Е02 + 0,058/ n1* lg С1/С2 (6)

Вимірювання ЕРС гальванічного елемента звичайно здійснюють компенсаційним методом. При цьому ЕРС досліджуваного елемента Ех вираховують за формулою:

Ех = Е ах / а (7)

де Е - електрорушійна сила нормального елемента Вестона

ах - відрізок реохорди, на якому спад напруги акумулятора рівний ЕРС досліджуваного елемента.

а - відрізок реохорди, на якому спад напруги акумулятора рівний ЕРС нормального елемента Вестона,

При 25°С Е = 1,0181 В, тоді

Е=1,0181 ах / а .(7')

при18°С

Е = 1,0183 В, тоді

Е = 1,0183 ах / а (7")

Гальванічний елемент, що складається з двох пластинок одного і того ж металу, занурених в розчини солей цього ж металу, але з різною концентрацією іонів, називаються концентраційним елементом.

ЕРС концентраційного елемента при температурі 18°С обчислюємо за формулою.

Eконц = 0,058/n*lgC1/C2 (8)

де n - валентність іона

С1 і С2 - концентрації іонів металу в розчинах.

Концентраційний ланцюг може бути складений з двох водневих електродів занурених в розчини з різним вмістом Н'+.

При визначенні водневого показника розчину можуть бути складені різні ланцюги. Якщо електричний ланцюг складається з водневого електрода, зануреного в досліджуваний розчин і нормального водневого електрода, то водневий показник розчину при 18°С обчислюється за формулою:

pН = Ел/0,058 (9)

Де Ел - ЕРС ланцюга, виміряного методом компенсації

Якщо замість нормального водневого електрода застосовувати каломельний з 1н розчином КСІ, то водневий показник розчину при 18°С обчислюють за формулою:

рН = Ел-Ее/0,058 (10)

де Еe — стандартна ЕРС ланцюга, що складається з водневого і каломельного електрода.

Ее =