Составить схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь служила бы катодом, а в другом — анодом. Написать уравнения реакций, проходящих при работе этих элементов, и вычислить значения стандартных ЭДС.

Для составления двух гальванических элементов, в одном из которых медь является катодом, а в другом — анодом, необходимо учитывать стандартные электродные потенциалы металлов.

Основные положения:

• Анод — электрод, на котором происходит окисление (отдача электронов).

• Катод — электрод, на котором происходит восстановление (присоединение электронов).

• В гальваническом элементе электроны по внешней цепи движутся от анода (отрицательного электрода) к катоду (положительному электроду).

Стандартная электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента определяется по формуле:

Для решения задачи используем следующие стандартные электродные потенциалы:

1. Гальванический элемент, в котором медь является катодом

Для этого выберем цинк, так как его стандартный электродный потенциал меньше, чем у меди.

Схема гальванического элемента:

Здесь:

• Цинк (Zn) — анод, отрицательный электрод.

• Медь (Cu) — катод, положительный электрод.

• Двойная вертикальная черта обозначает солевой мостик между растворами электролитов.

Электродные реакции:

На аноде происходит окисление цинка:

На катоде происходит восстановление ионов меди:

Суммарная реакция:

Вычисление стандартной ЭДС:

Таким образом, в первом гальваническом элементе медь служит катодом, а стандартная ЭДС равна 1,10 В.

2. Гальванический элемент, в котором медь является анодом

Чтобы медь была анодом, необходимо выбрать металл с более высоким стандартным электродным потенциалом. Таким металлом является серебро (Ag).

Схема гальванического элемента:

Здесь:

• Медь (Cu) — анод, отрицательный электрод.

• Серебро (Ag) — катод, положительный электрод.

Электродные реакции:

На аноде происходит окисление меди:

На катоде происходит восстановление ионов серебра:

Суммарная реакция: