Задачи с решениями

Для гальванического элемента, составленного из электродов:

Pt | Ti3+, Ti2+ и Co2+ | Co,

1. запишите схему, исходя из значений электродных потенциалов полуэлементов;
2. укажите типы электродов;
3. напишите уравнения реакций, протекающих на электродах, суммарную реакцию процесса, уравнение Нернста для нее;
4. расчитайте E^° реакции и оцените порядок K_p;
5. определите направление электрохимической реакции.

1. В соответствии с табличными значениями стандартных электронных потенциалов
   

   = –0,37 B,     = –0,29 B

   электрод Pt | Ti³⁺, Ti²⁺ будет выполнять в гальваническом элементе функции анода (восстановителя), а электрод Co²⁺ | Co – функции катода (окислителя). Схема элемента запишется следующим образом:
   

   (–) Pt | Ti3+, Ti2+ || Co2+ | Co (+).

2. Анод (–) Pt | Ti³⁺, Ti²⁺ – redox-электрод.
   Катод (+) Co²⁺ | Co – металлический электрод.

3. Анодная реакция: 2Ti²⁺ – 2e^– = 2Ti³⁺.
   Катодная реакция: Co²⁺ + 2e^– = Co.

   Уравнение Нернста для суммарной реакции:
   

   Co2+ + 2Ti2+ = 2Ti3+ + Co

   
   

4. 
   

   = – = –0,29 + 0,37 = 0,08 В.

   
   
5. ЭДС гальванического элемента в нестандартных условиях при заданных концентрациях будет равна
   

   = 0,08 – 0,12 = –0,04 B.

   При указанных концентрациях электрод Co²⁺ | Co будет анодом, а электрод Pt | Ti³⁺, Ti²⁺ – катодом. Схема гальванического элемента запишется в виде
   

   (–) Co2+ | Co || Ti3+, Ti2+ | Pt (+),

   а электрохимическая реакция будет протекать в направлении
   

   Co + 2Ti3+ = Co2+ + 2Ti2+.

2 из 5