Составить двух гальвонических элементов, в одном из которых анодом служил бы алюминий электрод, а в другом элементе он является катодом. Вычислить ЭДС этих элементов при концентрациях катодных электролитов 10^-1 моль/л, а анодных электролитов 10^-2 моль/л

Гальванический элемент принято записывать так, чтобы анод находился слева. Следовательно, имеем цинковый анод и водородный катод

Уравнение Нернста для водородного электрода при температуре 25 С

φ (2H (+) / Н2) = φо (2H (+) / Н2) + 0,059*lg[H (+) ] = φо (2H (+) / Н2) - 0,059*рН = - 0,059*рН = - 0,059*2 = - 0,118 В, где

φо (2H (+) / Н2) = 0 - стандартный электродный потенциал водорода

Кажущаяся степень диссоциации α = 66%, тогда степень диссоциации α = 0,66

α = [Zn (2+) ]/[ZnSO4], отсюда молярная концентрация ионов Zn (2+) в растворе сульфата цинка ZnSO4

[Zn (2+) ] = α*[ZnSO4] = α*См (ZnSO4) = 0,66*0,01 = 0,0066 моль/л

Уравнение Нернста для цинкового электрода при температуре 25 С

φ (Zn (2+) / Zn) = φ (Zn (2+) / Zn) + (0,059/2) * lg[Zn (2+) ] = - 0,76 + 0,03*lg 0,0066 = - 0,76 + 0,03 * (-2,18) = - 0,825 В

Запишем анодные и катодные процессы. На аноде происходит окисление, а на катоде восстановление

Анод (-) Zn - 2 е = Zn (2+) | 1

Катод (+) 2H (+) + 2 е = H2 | 1

Суммарно: Zn + 2H (+) = Zn (2+) + H2↑

В молекулярном виде

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

ЭДС гальванического элемента

Е = φк - φа = φ (2H (+) / Н2) - φ (Zn (2+) / Zn) = - 0,118 - ( - 0,825) = 0,707 В