Вычислить э.д.с и энергию Гиббса.

[Ольга Х.]

Вычислить э.д.с и энергию Гиббса элемента Лакланше (угольно-цинковый или марганцево-цинковый гальванический элемент)

Е = φ(катод) - φ(анод)

φ(анод) = Zn(2+)/Zn(0) = -0.763B

φ(катод) = ?

Я прочитала, что  в этом элементе анодом является металлический Zn_, катодом - MnO₂, электролитом - раствор хлорида аммония. 

Анод (-): Zn - 2e- → Zn2+ (это понятно)

Катод (+): 2MnO₂ + 2H₃O⁺ + 2e^- → 2MnO(OH) + 2H₂O  φ(катод) = ? - вот это непонятно...

[bacan]

Вообще-то, схема солевого элемента Лакланше имеет вид:

(-)Zn|ZnCl2 || NH4Cl2|MnO2, C(+)

Фактически в этом элементе протекают процессы на электродах:

анод: 1|2Zn + 4NH₄Cl – 4e = ZnCl₂ + [Zn(NH₃)₄]Cl₂ + 4H⁺,
катод: 4|MnO₂ + H₂O + 1e → MnOOH + OH^–.

Токообразующая реакция имеет вид:

4MnO₂ + 2Zn + 4NH₄Cl = 4MnOOH + ZnCl₂+ [Zn(NH₃)₄]Cl₂.
Для простоты расчетов я предлагаю схему электронного баланса:

  анод: 1|Zn - 2e- → Zn2+, φ = -0.763 B

катод: 2|Mn⁺⁴ + e = Mn⁺³, φ = 0,95 B

По диаграмме Латимера  Mn⁺⁴ ---> Mn⁺³, φ = 0,95 B (это вы можете почитать в учебнике ИЛИ в Интернете).

Е = φ(катод) - φ(анод) = 0,95 - (-0.763) = 

Тогда

∆G° = E*n*F = [φ(катод) - φ(анод)] * 2 * 96500 = ? Дж/моль.

 

Как-то так

[Ольга Х.]

В 15.06.2024 в 22:17, bacan сказал:

Вообще-то, схема солевого элемента Лакланше имеет вид:

(-)Zn|ZnCl2 || NH4Cl2|MnO2, C(+)

Фактически в этом элементе протекают процессы на электродах:

анод: 1|2Zn + 4NH₄Cl – 4e = ZnCl₂ + [Zn(NH₃)₄]Cl₂ + 4H⁺,
катод: 4|MnO₂ + H₂O + 1e → MnOOH + OH^–.

Токообразующая реакция имеет вид:

4MnO₂ + 2Zn + 4NH₄Cl = 4MnOOH + ZnCl₂+ [Zn(NH₃)₄]Cl₂.
Для простоты расчетов я предлагаю схему электронного баланса:

  анод: 1|Zn - 2e- → Zn2+, φ = -0.763 B

катод: 2|Mn⁺⁴ + e = Mn⁺³, φ = 0,95 B

По диаграмме Латимера  Mn⁺⁴ ---> Mn⁺³, φ = 0,95 B (это вы можете почитать в учебнике ИЛИ в Интернете).

Е = φ(катод) - φ(анод) = 0,95 - (-0.763) = 

Тогда

∆G° = E*n*F = [φ(катод) - φ(анод)] * 2 * 96500 = ? Дж/моль.

 

Как-то так

Спасибо вам огромное!!!!!