Задание в тесте по химии Величина равновесного потенциала серебряного электрода при концентрации (активности) ионов серебра в электролите c=0,023 моль/л, Т = 298 К, Е0 =+0,799 В равна (В):
Для расчета равновесного потенциала серебряного электрода можно использовать уравнение Нернста:
E=E0+RTnFln1c
E = E^0 + \frac{RT}{nF} \ln \frac{1}{c} E=E0+nFRTlnc1
где:
E E E — равновесный потенциал электрода,E0 E^0 E0 — стандартный потенциал вданномслучае+0,799Вв данном случае +0,799 Ввданномслучае+0,799В,R R R — универсальная газовая постоянная 8,314Дж/(моль⋅К)8,314 Дж/(моль·К)8,314Дж/(моль⋅К),T T T — температура в Кельвинах 298К298 К298К,n n n — количество электронов, участвующих в реакции длясеребряногоэлектродаn=1для серебряного электрода n = 1длясеребряногоэлектродаn=1,F F F — постоянная Фарадея примерно96485Кл/мольпримерно 96485 Кл/мольпримерно96485Кл/моль,c c c — концентрация ионов серебра 0,023моль/л0,023 моль/л0,023моль/л.
Для расчета равновесного потенциала серебряного электрода можно использовать уравнение Нернста:
E=E0+RTnFln1c E = E^0 + \frac{RT}{nF} \ln \frac{1}{c}
E=E0+nFRT lnc1
где:
E E E — равновесный потенциал электрода,E0 E^0 E0 — стандартный потенциал вданномслучае+0,799Вв данном случае +0,799 Ввданномслучае+0,799В,R R R — универсальная газовая постоянная 8,314Дж/(моль⋅К)8,314 Дж/(моль·К)8,314Дж/(моль⋅К),T T T — температура в Кельвинах 298К298 К298К,n n n — количество электронов, участвующих в реакции длясеребряногоэлектродаn=1для серебряного электрода n = 1длясеребряногоэлектродаn=1,F F F — постоянная Фарадея примерно96485Кл/мольпримерно 96485 Кл/мольпримерно96485Кл/моль,c c c — концентрация ионов серебра 0,023моль/л0,023 моль/л0,023моль/л.Подставим значения в уравнение:
Сначала рассчитаем RTnF\frac{RT}{nF}nFRT :[
Теперь подставляем в уравнение Нернста:\frac{RT}{nF} = \frac{(8,314 \, \text{Дж/(моль·К)}) \cdot (298 \, \text{К})}{(1) \cdot (96485 \, \text{Кл/моль})} \approx 0,008314 \, \text{В}
]
E=0,799+0,008314ln10,023 E = 0,799 + 0,008314 \ln \frac{1}{0,023}
E=0,799+0,008314ln0,0231
Вычислим ln10,023\ln \frac{1}{0,023}ln0,0231 :
ln10,023≈ln(43,478)≈3,775 \ln \frac{1}{0,023} \approx \ln(43,478) \approx 3,775
Теперь подставим значение в уравнение энергии:ln0,0231 ≈ln(43,478)≈3,775
E=0,799+0,008314⋅3,775≈0,799+0,0314≈0,8304 В E = 0,799 + 0,008314 \cdot 3,775 \approx 0,799 + 0,0314 \approx 0,8304 \, \text{В}
E=0,799+0,008314⋅3,775≈0,799+0,0314≈0,8304В
Таким образом, равновесный потенциал серебряного электрода при заданной концентрации составляет примерно 0,8304 В.