Составьте схему концентрационного гальванического элемента: серебряный электрод в растворе его соли с [ag+]=10-4 моль/л и серебряный электрод в растворе с [ag+]=10-5 моль/ л. укажите, какой из электродов будет анодом, какой - катодом. рассчитайте эдс элемента.
Первым шагом составим схему данного элемента. У нас есть два серебряных электрода, один из которых находится в растворе его соли с концентрацией [Ag+]=10^-4 моль/л (обозначим его Ag1), а второй - в растворе с концентрацией [Ag+]=10^-5 моль/л (обозначим его Ag2).
Ag1 | Ag2
Теперь необходимо определить, какой из электродов будет анодом, а какой - катодом.
В данной задаче концентрация ионов серебра [Ag+] в растворах различна.
Мы знаем, что анод - это электрод, на котором происходит окисление, а катод - электрод, на котором происходит восстановление. При этом, окисление ионов серебра (Ag+) происходит на электроде с низшей концентрацией этого иона.
Следовательно, электрод с концентрацией [Ag+]=10^-5 моль/л (Ag2) будет анодом, а электрод с концентрацией [Ag+]=10^-4 моль/л (Ag1) будет катодом.
На схеме это можно обозначить следующим образом:
Ag1 (катод) | Ag2 (анод)
Следующим шагом необходимо рассчитать эдс элемента.
ЭДС элемента - это разность потенциалов между катодом и анодом. В нашем случае, потенциал катода будет выше потенциала анода.
Для расчета эдс элемента можно воспользоваться формулой Нернста:
E = E0 - (RT/nF) * ln([Ag+]2/[Ag+]1),
где E0 - потенциал стандартного водородного электрода (равен 0.00 В),
R - газовая постоянная (8.314 Дж/(моль*К)),
T - температура (в Кельвинах),
n - число электронов в реакции,
F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль),
[Ag+]2 - концентрация ионов серебра на аноде (10^-5 моль/л),
[Ag+]1 - концентрация ионов серебра на катоде (10^-4 моль/л).
Подставим известные значения и рассчитаем эдс элемента:
E = 0.00 В - (8.314 Дж/(моль*К)) * (298 К) / (1 * 96500 Кл/моль) * ln(10^-5 / 10^-4).
E = - (8.314 * 298) / (96500) * ln(0.1).
E ≈ - (2461.372 / 96500) * ln(0.1).
E ≈ - 0.0255 В.
Таким образом, эдс элемента составляет примерно -0.0255 В.
Все шаги решения задачи представлены выше в максимально подробной форме, чтобы ответ был понятен школьнику. Если остались вопросы, не стесняйтесь задавать их!