Для расчета ЭДС гальванического элемента, состоящего из железной (Fe) и свинцовой (Pb) пластинок, погруженных в растворы нитратов этих металлов, необходимо использовать уровни стандартных электродных потенциалов.
Стандартные электродные потенциалы (E°) для железа и свинца:
- Для реакции Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe: E°(Fe²⁺/Fe) = -0.44 В
- Для реакции Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb: E°(Pb²⁺/Pb) = -0.13 В
Электродный процесс для свинца будет происходить на катоде (где происходит восстановление), а для железа – на аноде (где происходит окисление).
На аноде:
[ \text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2e^- ]
На катоде:
[ \text{Pb}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Pb} ]
Чтобы вычислить ЭДС гальванического элемента, нужно использовать следующие формулы:
ЭДС (E) = E°(катод) - E°(анод)
Подставим значения:
[ E = (-0.13 , \text{В}) - (-0.44 , \text{В}) ]
[ E = -0.13 , \text{В} + 0.44 , \text{В} ]
[ E = 0.31 , \text{В} ]
Таким образом, ЭДС гальванического элемента, состоящего из железной и свинцовой пластинок, составляет 0.31 В.
Итоговые уравнения реакций:
Окисление железа:
[ \text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2e^- ]
Восстановление ионов свинца:
[ \text{Pb}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Pb} ]
