Каким будет потенциал алюминиевого электрода в растворе собственных ионов, концентрация которых составляет 0,5 моль/л (ст.у.)? a. -1,663 b. -1,786 c. -0,123 d. -0,05
Ответ:
E = E0 — (RT/nF) * ln(Q)
Где:
E — потенциал электрода
E0 — стандартный потенциал электрода
R — газовая постоянная (8,31 Дж/(моль*К))
T — температура в Кельвинах
n — количество электронов, участвующих в реакции
F — постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)
ln — натуральный логарифм
Q — отношение активностей веществ, участвующих в реакции
В данном случае у нас алюминиевый электрод, который имеет стандартный потенциал E0 = -1,663 В. Также нам дана концентрация собственных ионов алюминия в растворе, которая составляет 0,5 моль/л.
Для рассчета потенциала электрода в растворе собственных ионов алюминия нам нужно знать значение отношения активностей Q. В данном случае Q можно рассчитать как концентрацию собственных ионов алюминия, возведенную в степень, равную количеству электронов, участвующих в реакции. В реакции образуются три иона алюминия Al(3+), поэтому n = 3.
Таким образом, Q = (concentration of Al(3+))^3 = (0,5 моль/л)^3 = 0,125 моль^3/л^3.
Подставим все известные значения в формулу Нернста:
E = -1,663 В — ((8,31 Дж/(моль*К)) * T / (3 * 96485 Кл/моль)) * ln(0,125 моль^3/л^3)
Здесь важно отметить, что температура T должна быть указана в Кельвинах. Предположим, что T = 298 К (стандартная комнатная температура).
E = -1,663 В — ((8,31 Дж/(моль*К)) * 298 К / (3 * 96485 Кл/моль)) * ln(0,125 моль^3/л^3)
Теперь проведем несколько вычислений:
E = -1,663 В — ((8,31 Дж/(моль*К)) * 298 К / (3 * 96485 Кл/моль)) * ln(0,125)
E = -1,663 В — (2,475 * 10^-4) * ln(0,125)
E = -1,663 В — (2,475 * 10^-4) * (-2,079)
E = -1,663 В + (2,475 * 10^-4) * 2,079
E = -1,663 В + 5,142 * 10^-4
E = -1,671 В
Таким образом, потенциал алюминиевого электрода в растворе собственных ионов алюминия будет примерно равен -1,671 В.
Ответ: нет точного совпадения с вариантами ответов в задаче, но ближайший вариант -1,663.