|
|
Molim postupak ovog zadatka.Hvala!
Odredite elektromotivnost članka pri 25°C
Pt(s)/H2(g)/HCl(aq)/Hg2Cl2(s)/Hg(l)
Ako standardna elektromotivnost katode iznosi 0,2676V,p(H2)=p°,b(HCl)=1,6607mmol/kg. pri određivanju ionskih koeficijenata aktiviteta koristite Debye-Huckelov granični zakon.
Ab=0,51
|
Ime i prezime:
Dunja
dunja.jurina@windowslive.com
|
|
|
Postupak, osim ako se zadatak rješava rutinski, mora biti postupan, e kako bi se što lakše izbjeglo ili, eventualno, lociralo pogreške.
Stoga ćemo prvo krenuti od reakcija na elektrodama:
A: H2(g) → 2 H+(aq) + 2 e−
K: Hg2Cl2(s) + 2 e− → 2 Hg + 2 Cl−(aq)
Napon članka bit će jednak razlici redukcijskih potencijala katode i anode:
Ečl = EK − EA
Dalje treba odrediti napon svakog polučlanka. To se može izvesti pomoću Nernstove jednadžbe:
E = E0 − RT/zF ln ared/aox
Opću plinsku i Faradayevu konstantu sigurno imaš u literaturi, temperatura je zadana (pazi da preračunaš Celsiusove stupnje u kelvine), a iz jednadžbi polureakcija vidi se da je z = 2. Ono što još preostaje je naći aktivitete sudionikâ polureakcija, za što će poslužiti Debye-Hückelov granični zakon, spomenut u zadatku:
log γ = − A·|z+·z−|·I1/2
pri čemu su z+ i z− naboji ionâ elektrolita (u ovom zadatku klorovodične kiseline), a I ionska jakost:
I = 1/2 Σi zi2·(bi/b0)
S obzirom na to da je elektrolit klorovodična kiselina, ionska jakost trebala bi biti jednaka molalitetu klorovodične kiseline podijeljenom sa standardnim molalitetom (b0 = 1 mol/kg).
Kad izračunaš aktivnosni koeficijent (ako nisam što omašio, trebalo bi ispasti γ = 0,8996), možeš ići na aktivitete:
a(H+) = γ·(c(H+)/c0)
a(Cl−) = γ·(c(Cl−)/c0)
S obzirom na to da se radi o razrijeđenoj otopini, koncentracije ćeš iz molalitetâ dobiti tako da molalitet pomnožiš s gustoćom vode. Umjesto gornjeg računa, možeš i izraze ostaviti za Nernstovu jednadžbu. Dio koji bi te tu mogao mučiti sklapanje je logaritmiranog razlomka. Njega sklapaš direktno iz jednadžbi polureakcija, imajući na umu Nernstovu jednadžbu:
EK = EK0 − RT/zF ln (a2(Hg)·a2(Cl−)/a(Hg2Cl2))
= EK0 − RT/zF ln (a2(Cl−))
EA = EA0 − RT/zF ln (a(H2)/a2(H+))
= − RT/zF ln (1/a2(H+))
Te dvije jednadžbe sad se mogu ubaciti u jednadžbu za napon članka, koja se potom može prvo srediti u znatno jednostavniji izraz:
Ečl = EK0 − 2RT/zF ln (a(H+)·a(Cl−))
Ta se jednadžba, ubacivanjem izrazâ za aktivnosti, konačno može srediti u:
Ečl = EK0 − 4RT/zF ln (c(HCl)/c0)
Moj je račun konačno dao napon od 0,5981 V. Lako je moguće da sam nešto omašio, ali nikad se ne zna, možda mi je rješenje i točno. U svakom slučaju, moje upute trebale bi biti od koristi, ali nisu prečica kojom se može zaobići rad s fakultetskom literaturom. Nadam se da ti je to jasno.
Pozdrav,
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
|
|