Потенциал магниевого электрода погруженного в раствор хлорида магния с молярной концентрацией эквивалента c=0.5 моль/л Т=298К равен Answer Question 2 B. (E0 = -2,363 B)

Давайте разберемся с задачей о потенциале магнийевого электрода, погруженного в раствор хлорида магния. **Дано:** - Концентрация раствора (эквивалентная) \( c = 0.5\, \text{моль/л} \) - Температура \( T = 298\, \text{К} \) - Стандартный потенциал \( E^0 = -2{,}363\, \text{В} \) Задача — найти потенциал электродной системы. --- ## Шаг 1: Определение типа электрода Магниевый электрод — это электрод, связанный с реакцией окисления магния: \[ \text{Mg}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Mg} \] Стандартный потенциал для этой реакции \( E^0 \) равен -2,363 В. --- ## Шаг 2: Использование уравнения Нернста Общий вид уравнения Нернста для реакции: \[ E = E^0 - \frac{RT}{zF} \ln Q \] где: - \( E \) — электродный потенциал при конкретной концентрации, - \( E^0 \) — стандартный потенциал, - \( R = 8,314\, \text{Дж/(моль·К)} \) — универсальная газовая постоянная, - \( T = 298\, \text{К} \), - \( z = 2 \) — число электронов, участвующих в реакции, - \( F = 96485\, \text{Кл/моль} \) — постоянная Фарадея, - \( Q \) — реакционный коэффициент (классически — отношение активных концентраций продуктов и реагентов). --- ## Шаг 3: Специфика для данного электрода Для реакции: \[ \text{Mg}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Mg} \] в электронном эквиваленте реакции активен и ион \( \text{Mg}^{2+} \). Реакционный продукт — металл магний (его в растворе — газ или твердое тело, и он привязан к электродной поверхности), поэтому в уравнении Нернста для потенциала электродного иона: \[ E = E^0 - \frac{RT}{zF} \ln \left( \frac{1}{a_{\text{Mg}^{2+}}} \right) = E^0 + \frac{RT}{zF} \ln a_{\text{Mg}^{2+}} \] где \( a_{\text{Mg}^{2+}} \) — активность ионов Mg\(^{2+}\). При низких концентрациях активности приблизительно равна концентрации, если учитывать активность как \(a \approx c \times \gamma\) (где \( \gamma \) — коэффициент активности, который при 0.5 моль/л можно считать близким к 1 для приблизительных расчетов). --- ## Шаг 4: Расчет потенциала Подставляем числовые значения: \[ E = E^0 + \frac{RT}{zF} \ln c \] Где: \[ \frac{RT}{zF} = \frac{8,314 \times 298}{2 \times 96485} \approx \frac{2477.772}{192970} \approx 0.01284\, \textВ \] Теперь: \[ E = -2,363\, \text{В} + 0.01284 \times \ln(0.5) \] Находим \( \ln(0.5) \): \[ \ln(0.5) \approx -0.693 \] Подставляем: \[ E = -2,363 + 0.01284 \times (-0.693) \approx -2,363 - 0.00889 \] Итого: \[ E \approx -2,363 - 0.00889 \approx -2,3719\, \text{В} \] --- ## **Ответ:** Потенциал магниевого электрода при концентрации 0,5 моль/л и температуре 298 К равен примерно: **\(\boxed{-2,372\, \text{В}}\)** --- Если есть дополнительные условия или нужно более точное учёт активностей, скажите, я помогу доработать ответ!