Розв’язок.

Корисна робота за сталих значень тиску і температури дорівнює від'ємному значенню зміни енергії Гіббса: W = - ΔG. Зміна енергії Гіббса за стандартних умов (тиск газу і активність іону дорівнюють одиниці) може бути визначена за формулою:

ΔG⁰ = - nFE⁰

У довіднику фізико-хімічних величин знаходимо значення стандартних електродних потенціалів даного гальванічного елементу:

Стандартна електрорушійна сила елементу дорівнює різниці стандартних електродних потенціалів:

Е⁰ = - = 1.360 – 0.222 = 1.138 В.

Корисна робота, що виконується у даному елементі, дорівнює (n = 1):

W = - ΔG⁰ = nFE⁰ = 1·96480·1.138 = 109784 Дж/моль = 109.78 кДж/моль.

Приклад 16.ΔН реакції Pb + Hg₂СІ₂ = PbСІ₂ + 2Hg, що відбувається у гальванічному елементі, дорівнює -94.2 кДж/моль за температури 298 К. При підвищенні температури на 1 К ЕРС цього елементу зростає на 1.45·10^-4 В. Розрахуйте величину ЕРС цього елементу і ΔS за температури 298 К.

Розв’язок.Зміна ЕРС елементу при нагріванні системи на 1 градус являє собою температурний коефіцієнт ЕРС - . Тому зміна ентропії дорівнює:

ΔS = n·F = 296480·1.45·10^-4 = 28.0 Дж/(моль·К)

ΔG = ΔН - Т·ΔS= - nFE

Звідки Е = = 0.5314 В.

Приклад 17.У гальванічному елементі відбувається окисно-відновна реакція

Pb + Hg₂SO₄ = PbSO₄ + 2Hg.

Користуючись даними таблиць стандартних термодинамічних величин для реагентів, наведіть схему цього гальванічного елементу, розрахуйте його ЕРС за температури 298 К і визначить температурний коефіцієнт ЕРС .

Розв’язок. На електродах цього гальванічного елементу відбуваються наступні окисно-відновні реакції:

Pb²⁺ + 2e = Pb E⁰ = - 0.126 B

Hg₂SO₄ + 2e = 2Hg + SO₄^2- E⁰ = +0.615 B.

Ртутний електрод є більш електропозитивний і тому цей електрод записуємо в схемі елементу праворуч:

Pb | PbSO_4(тв) | Na₂SO₄| Hg₂SO_4(тв)| Hg

Для визначення скористаємось рівнянням звязку між зміною ентропії реакції і температурним коефіцієнтом ЕРС:

ΔS = n·F .

Електрорушійну силу елементу розраховуємо з рівняння:

ΔG = - nFE = ΔН - Т·ΔS = ΔН - Т n·F . Звідки:

Е =

Для визначення змін ентропії і ентальпії в ході реакції скористаємось довідниковими даними термодинамічних величин:

Сполука	Pb	PbSO_4(тв	Hg₂SO_4(тв)	Hg
S⁰, Дж/(моль·К)	64,81	148,67	200,71	75,90
Δ_fН⁰₂₉₈ кДж/(моль)		-920,48	-744,65

ΔS⁰=2 S⁰_Hg+ - - =2·75.9+148.67–64.81–200.71=34.95 Дж/К

Звідки: = ΔS / (n·F)= 34.95/ (2·96480) = 1.81·10^-4 В/К

ΔН⁰ = = -920.48 – (-744.65) = -175.11 Кдж = 175110 Дж.

ЕРС даного гальванічного елементу дорівнює:

Е = = = 0.961 В.

1.3 Завдання для самостійної роботи

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Приклади розв’язку типових задач	\|	Задача 1.1

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.