При використанні назиченого каломельного електрода (18°С)

Еe = 0,2483 В

Для розчинів, рН яких не > 8, можна застосовувати хінгідронно-водневий, хінгідронно-каломельний або хінгідронно-хінгідронний ланцюг.

Водневий показник для таких ланцюгів обчислюється за формулою (18°С):

рН = Ел-Ее/0,058 (11)

де Ее - стандартна ЕРС даного ланцюга

Для хінгідронно-водневого ланцюга

Ее = 0,6940 В

Для хінгідронно-каломельного

Ее = 0,4457 В

Для хінгідронно-хінгідронного ланцюга водневий показник одного з розчинів повинен бути відомий. Звичайно застосовують буферну суміш 10 см3 0,1 н НСІ з 90 см3 0,1 н КСІ, для якої рН=2,08. В цьому випадку при 18°С

рН = рНбуф + pHр-ну

pH = 2,08 + Ел /0,058 (12)

Приклади розв’язування завдань

Приклад 1.

Обчислити потенціал срібла в одномолярному розчині при температурі 25°С, якщо уявний ступінь дисоціації розчиненої речовини 58,4%, Е0Ag|Ag+ = 0,799 В.

Розв’язання,

Електродний потенціал срібла в розчині обчислюємо за рівнянням Нернста (1). При температурі 25°С для спрощення розрахунків використовуємо формулу (3)

Е = Е0 + 0,059/n *lg CMe+

ЕAg|Ag+ = Е0Ag|Ag+ + 0,059/1*lg Cag+

Е0Ag|Ag+ = 0,799 В; Ср-ну = 1 моль/л

Концентрацію іонів срібла за відомим уявним ступенем дисоціації визначається за -формулюю (18)(див. тема “Електропровідність”).

CAg+ = Ср-ну б

Тоді

Е0Ag|Ag+ = 0,799 + 0,059/1 lg 1*0,584 = 0,799 - 0,0069 = 0,7921 В

Приклад 2

Обчислити ЕРС мідноцинкового елемента в якому конценрація іонів міді в розчині 0,0005 г іон/л, а концентрація розчину ZnSO4 0,56 моль/л при уявному ступені дисоціації 89%. Температура 25°С.

Розв’язання

Електрорушійну силу даного елемента обчислимо за формулою (4). Але оскільки валентності іонів Си і Zn рівні, то використаємо формулу (5):

Е =Е01 – Е02 + 0,059/n1 *lg С1 /С2

З таблиці значення нормальних потенціалів:

Е0Cu/Cu2+ = 0,34 В E0Zn/Zn2+ = -0,763 В

С1 = 0,0005 г іон/л

С2 = Ср-ну б = 0,56*0,89 = 0,4984 г іон/л

Отже,

Е = 0,34 - (-0,763) + 0,059/2 lg 0,0005/0,4984 = 0,34 + 0,763 - 0,088 = 1,042 В.

Приклад З.

На потенціометричному містку при 18°С відлік для нормального елемента Вестона дорівнював 52,8 см, а для гальванічного елемента, що складається з досліджуваного електрода і нормального водневого елекірода 22,35 см. Обчислити потенціал досліджуваного елекірода.

Розв’язання.

Даним методом за рівнянням (7) можна визначити ЕРС даного гальванічного елемента

Ex = E ax /a

Для гальванічного елемента, що складається з нормального водневого електрода і досліджуваного електрода

Ex = EMe/Me+ - E0B.e.

ЕMe/Me+ - потенціал дослідуваного електрода

Е0в.е.- 0 потенціал нормального водневого електрода

Тоді Ех = EMe/Me+

Отже, за формулою (7) обчислимо потенціал досліджуваного електрода: EMe/Me+ = E18 *22,35/52,80 =1,0183*22,35/52,80 = 0,331 В.

Приклад 4

Обчислити при 25°С електрорушійну силу концентраційного срібного елемента, в якому концентрації іонів аргентуму рівні 0,073 г іон/л і 0,009 г іон/л.

Розв’язання

ЕРС концентраційного елемента можна обчислити за формулою (8). Враховуючи, що t = 25°C, маємо

Еконц = 0,059 lg С1 /С2

Еконц = 0,059/1 lg 0,073/0,0091 = 0,0473 В

Приклад 5

ЕРС гальванічного елемента, що складається з водневого і нормального каломельного електродів при 250С, рівна 0,500 В. Обчислимо водневий показник розчину.

Розв’язання

Водневий показник розчину рН визначимо, користуючись формулою (10) враховуючи, що t = 25°С:

рН = Ел-Еe/0,059

Еe = 0,2845 В - стандартний ЕРС даного гальванічного елемента.

рН = 0,500 - 0,2845/0,059 = 3,65

Завдання

1-5 Обчислити потенціал металу в розчині його солі з концентрацією С, моль/л при температурі t°C, якщо уявний ступінь дисоціації б, %, а нормальний електродний потенціал Е0Ме/Ме+, В, користуючись наступними даними:

№ п/п | Метал | Фор-ли солі | C, моль/л | б, % | t°C | Е0Ме/Ме+, В

1 | Ag | AgNO3 | 1 | 58,4 | 25 | 0,799

2 | Zn | ZnSO4 | 0,1 | 0,4 | 25 | -0,763

3 | Zn | ZnSO4 | 0,01 | 0,64 | 25 | -0,763

4 | Pb | Pb(NO3)2 | 0,0015 | 1 | 25 | -0,126

5 | БЙ | АlСl3 | 0,0062 | 1 | 25 | -1,66

6-10 Обчислити потенціал металу в розчині його солі при температурі t°C, якщо концентрація іонів металу в розчині Ск, г іон/л, а нормальний електродний потенціал Е0Ме/Ме+, В, користуючись наступними даними:

№ п/п | Метал | Фор-ли солі | Ск, г іон/л | t°C | Е0Ме/Ме+

6 | Ag | AgNO3 | 0,02 | 25 | 0,799

7 | Cd | Cd(NO3)2 | 0,005 | 25 | -0,402

8 | Zn | ZnSO4 | 0,02 | 25 | -0,763

9 | Zn | ZnCl2 | 0,00828 | 25 | -0,763

10 | Mg | MgSO4 | 0,0058 | 25 | -2,38

1

11-20 На потенціометричному містку при температурі t°C відлік для нормального елемента Вестона дорівнював а, см, а для досліджуваного гальванічного елемента ах, см. електрорушійна сила нормального елемента Вестона Е, В. Обчислити ЕРС гальванічного елемента, користуючись наступними даними:

№ п/п | t°C | Е, В | ах, см | а, см

11 | 25 | 1,0181 | 42,6 | 34,8

12 | 25 | 1,0181 | 34,3 | 32,6

І3 | 25 | 1,0181 | 48,4 | 67,9

14 | 25 | 1,0181 | 34,33 | 48,95

15 | 25 | 1,0181 | 57,2 | 63,6

16 | 18 | 1,0183 | 55,4 | 71,2

17 | 18 | 1,0183 | 61,5 | 59,4

18 | 18 | 1,0183 | 72,1 | 73,2

19 | 18 | 1,0183 | 44,5 | 39,8

20 | 18 | 1,0183 | 35,7 | 33,3

21-30 Обчислігги ЕРС елемента, що складається з двох металів-електродів, занурених в розчин їх солей, концентрації яких відповідно С1, моль/л і С2 моль/л уявні ступені дисоціації цих солей б1, %