При каком соотношении концентраций ионов [Fe^2+], [Fe^3+], [MnO4^-] и [MnO4 ^2-] в электрохимическом элементе Pt |MnO4 ^- ,MnO4 ^2- || Fe ^3+ ,Fe ^2+ | Pt при T = 298 К установится равновесие (Е = 0 В)? Написать процесс, определяющий работу данного элемента
Для нахождения соотношения концентраций при равновесии в данном электрохимическом элементе можно использовать уравнение Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
Где: E - потенциал элемента (в данном случае равен 0 В) E° - стандартный потенциал реакции R - универсальная газовая постоянная T - температура (в данном случае 298 К) n - количество вступающих электронов в реакцию F - постоянная Фарадея Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов
Для данного элемента реакция выглядит следующим образом:
2Fe^2+ + MnO4^- + 6H^+ -> 2Fe^3+ + Mn^2+ + 3H2O
E° для данной реакции можно найти в таблицах стандартных потенциалов. После подстановки данной информации в уравнение Нернста и учитывая, что при равновесии Q = K (константа равновесия), можно определить соотношение концентраций ионов [Fe^2+], [Fe^3+], [MnO4^-] и [MnO4 ^2-].
Как только установится равновесие, в электрохимическом элементе начнет протекать следующая реакция:
Fe^2+ + 2e^- -> Fe
Эта реакция определяет работу элемента, так как при этом происходит осаждение металла железа на электроде.
Для нахождения соотношения концентраций при равновесии в данном электрохимическом элементе можно использовать уравнение Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
Где:
E - потенциал элемента (в данном случае равен 0 В)
E° - стандартный потенциал реакции
R - универсальная газовая постоянная
T - температура (в данном случае 298 К)
n - количество вступающих электронов в реакцию
F - постоянная Фарадея
Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов
Для данного элемента реакция выглядит следующим образом:
2Fe^2+ + MnO4^- + 6H^+ -> 2Fe^3+ + Mn^2+ + 3H2O
E° для данной реакции можно найти в таблицах стандартных потенциалов. После подстановки данной информации в уравнение Нернста и учитывая, что при равновесии Q = K (константа равновесия), можно определить соотношение концентраций ионов [Fe^2+], [Fe^3+], [MnO4^-] и [MnO4 ^2-].
Как только установится равновесие, в электрохимическом элементе начнет протекать следующая реакция:
Fe^2+ + 2e^- -> Fe
Эта реакция определяет работу элемента, так как при этом происходит осаждение металла железа на электроде.