Разберите работу гальванического элемента. Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов, составьте суммарное ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции в гальваническом элементе и вычислите ЭДС гальванического элемента.
Мn | MnSO4 || FeSO4 | Fe,
СMn2+=10-2моль/л, СFe2+= 10-2 моль/л.
Решение задачи
ЭДС гальванического элемента
Гальванический элемент (ГЭ) – это устройство, в котором энергия химической реакции превращается в электрическую. В основе работы гальванического элемента лежит ОВР.
Мn | MnSO4 || FeSO4 | Fe,
СMn2+=10-2моль/л, СFe2+= 10-2 моль/л.
Пользуясь уравнением Нернста, вычисляем значения электродных потенциалов марганца и железа в растворах заданной концентрации:
E (Mn2+/Mn0) < E (Fe2+/Fe0), следовательно, более активным металлом является марганец, он будет отрицательным электродом – анодом, а железо – катодом.
Таким образом, Mn – анод (А) и Mn – восстановитель, Fe – катод.
(-)Мn | MnSO4 || FeSO4 | Fe (+)
Электроны двигаются от марганеца к железу. ЭДС гальванического элемента
Запишем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, и составим суммарное уравнение.
(-) (А) Mn0 — 2e = Mn2+ — процесс окисления;
(+)(K) Fe2+ + 2e = Fe0 — процесс восстановления.
Mn0+ Fe2+= Mn2+ + Fe0
Записываем молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции, лежащей в основе работы гальванического элемента:
Mn0+ FeSO4→ MnSO4+ Fe0↓
Рассчитываем ЭДС гальванического элемента:
Ответ:
ЭДС гальванического элемента 0,75 Вольт.