Написать катодный и анодный процессы, уравнение токообразующей реакции и вычислить ЭДС гальванического элемента. Указать полярность электродов.

Pt| Sn+4 (0,1 моль/л ), Sn+2 (0,1 моль/л ) || Hg+2 (1 моль/л )|Hg

Решение задачи

Гальванический элемент (ГЭ) – это устройство, в котором энергия химической реакции превращается в электрическую. В основе работы гальванического элемента лежит ОВР.

Pt| Sn⁺⁴, Sn⁺² || Hg⁺² |Hg

С_Sn4+= 0,1 моль/л, С_Sn2+= 0,1 моль/л, С_Hg2+= 1 моль/л.

Редокс-электрод представляет собой раствор, состоящий из смеси солей Sn2+ и Sn4+, в который погружен платиновый электрод (инертный электрод). На поверхности электрода устанавливается равновесие Sn⁴⁺ + 2e = Sn²⁺, которое определяет потенциал электрода (в стандартных условиях 0,15 В). Окислительно-восстановительный процесс протекает в растворе и не связан с выделением или растворением простых веществ.

Пользуясь уравнением Нернста, вычисляем значения электродных потенциалов  в растворах заданной концентрации:

E (Sn⁴⁺, Sn²⁺/ Pt) < E (Hg²⁺/Hg⁰), следовательно, более активный  электрод (Sn⁴⁺, Sn²⁺/ Pt), он будет отрицательным электродом – анодом, а ртуть – катодом. Катодный и анодный процессы

Таким образом,  (Sn⁴⁺, Sn²⁺/ Pt) – анод (А) и (Sn⁴⁺, Sn²⁺/ Pt), Hg – катод (K).

(-) Pt| Sn⁺⁴, Sn⁺² || Hg⁺² |Hg (+)

Электроны двигаются от анода к катоду (Hg). Катодный и анодный процессы

Запишем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, и составим суммарное уравнение токообразующей реакции. Катодный и анодный процессы

(-) (А) Sn²⁺ — 2e = Sn⁴⁺ процесс окисления;

(+)(K)  Hg²⁺ + 2e = Hg⁰— процесс восстановления.

Sn²⁺ + Hg²⁺ = Sn⁴⁺ + Hg⁰

Рассчитываем  ЭДС гальванического элемента:

Ответ:

ЭДС гальванического элемента 0,7 Вольт.