Для определения электродного потенциала магния (Mg) при данной концентрации ионов Mg²⁺ можно использовать уравнение Нернста. Уравнение имеет следующий вид:
[ E = E^0 + \frac{RT}{nF} \ln \left( \frac{1}{C_{Mg^{2+}}} \right) ]
где:
- ( E ) — электродный потенциал,
- ( E^0 ) — стандартный Электродный потенциал (для Mg²⁺/Mg при 25°C равен примерно -2.37 V),
- ( R ) — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
- ( T ) — температура в Кельвинах (при 25°C это приблизительно 298 К),
- ( n ) — число электронов, участвующих в реакции (для Mg это 2),
- ( F ) — число Фарадея (≈ 96485 Кл/моль),
- ( C_{Mg^{2+}} ) — концентрация ионов Mg²⁺.
Теперь подставим известные значения:
- ( R = 8.314 ) Дж/(моль·К)
- ( T = 298 ) К
- ( n = 2 )
- ( F = 96485 ) Кл/моль
- ( C_{Mg^{2+}} = 0.01 ) M
Теперь подставим все в уравнение Нернста:
[
E = -2.37 + \frac{(8.314 \cdot 298)}{2 \cdot 96485} \ln \left( \frac{1}{0.01} \right)
]
Сначала вычислим (\frac{RT}{nF}):
[
\frac{(8.314 \cdot 298)}{2 \cdot 96485} \approx 0.0041 \text{ В}
]
Теперь посчитаем логарифм:
[
\ln(100) = 4.605
]
Теперь подставим все значения:
[
E = -2.37 + 0.0041 \cdot 4.605
]
Теперь найдём значение:
[
E \approx -2.37 + 0.0189 \approx -2.3511 \text{ В}
]
Таким образом, электродный потенциал магния при концентрации ионов Mg²⁺ = 0,01 M составляет примерно -2.35 В.
