Давайте разберёмся с задачей пошагово.
Дано:
- Концентрация (активность) ионов серебра: \( c = 0,798 \) моль/л
- Температура: \( T = 298 \) К
- Стандартное электродное потенциал: \( E^0 = +0,799 \) В
Что спрашивают?
Равновесный потенциал серебряного электрода \( E \).
Шаг 1. Запишем уравнение Нернста для серебряного электрода:
\[ E = E^0 + \frac{RT}{zF} \ln a_{\mathrm{Ag}^+} \]
Где:
- \( R = 8,314\, \text{Дж/(моль·К)} \) — универсальная газовая постоянная
- \( T = 298\, \text{К} \) — температура
- \( z = +1 \) — заряда иона серебра
- \( F = 96485\, \text{Кл/моль} \) — постоянная Фарадея
- \( a_{\mathrm{Ag}^+} = c \) — активность ионов серебра (при условии, что активность приблизительно равна концентрации)
Шаг 2. Подставим известные значения и упростим уравнение.
Поскольку активности и концентрации примерно равны, можно использовать \( a_{\mathrm{Ag}^+} \approx c = 0,798 \) моль/л.
Упрощённое уравнение в виде логарифма по основанию e:
\[ E = E^0 + \frac{RT}{zF} \ln a_{\mathrm{Ag}^+} \]
Шаг 3. Посчитаем коэффициент \( \frac{RT}{zF} \):
\[ \frac{RT}{zF} = \frac{8,314 \times 298}{1 \times 96485} \]
Посчитаем числитель:
\[ 8,314 \times 298 \approx 2478.7 \]
Теперь делим:
\[ \frac{2478.7}{96485} \approx 0.0257\, \text(В) \]
Этот коэффициент также можно представить в виде:
\[ \approx 0.0257\, \text{В} \]
(Значение часто используется при стандартных расчётах для электродных потенциалов при 25°C, оно примерно равно 25.7 мВ)
Шаг 4. Посчитаем логарифм активности:
\[ \ln 0,798 \approx -0,226 \]
Шаг 5. Подставим всё в уравнение:
\[ E = 0,799\, \text{В} + 0.0257\, \text{В} \times (-0,226) \]
\[ E = 0,799 - 0,0257 \times 0,226 \]
Посчитаем произведение:
\[ 0,0257 \times 0,226 \approx 0,00581 \]
Итог:
\[ \boxed{ E \approx 0,799\, \text{В} - 0,00581\, \text{В} \approx 0,793\, \text{В} } \]
Ответ:
Равновесный потенциал серебряного электрода при данных условиях составляет примерно 0,793 В.