Soluția. Potențialul electrodului metalic (E) depinde de concentrația ionilor săi în soluție. Această dependență este exprimată prin ecuația Nernst:
unde E 0 este potențialul electrodului standard;
n este numărul de electroni care participă la proces;
C este concentrația (în calcule precise, activitatea) a ionilor metalici hidrați în soluție, mol / n;
E 0 pentru nichel și respectiv cobalt sunt egale cu - 0,25 și - 0,277 V. Se determină potențialul electrodului acestor metale la concentrația dată în stare:
ECo 2+ / Co = -0,277 + lg10 -1 = -0,307 V.
Astfel, cu o concentrație modificată, potențialul de cobalt a devenit mai mare decât potențialul de nichel.
Exemplul 2. O placă de magneziu a fost imersată într-o soluție de sare a acesteia. În acest caz, potențialul electrodului de magneziu sa dovedit a fi - 2,41 V. Se calculează concentrația de ioni de magneziu (în mol / l).
Soluția. Probleme similare sunt de asemenea rezolvate pe baza ecuației Nernst (vezi exemplul 1):
lgC = - = - 1,3559 = 2,6441,
CMg 2+ = 4,4 # 8729; 10-2 mol / l.
Exemplul 3. Construirea unui circuit al unei celule galvanice, în care electrozii sunt plăci de magneziu și zinc, sunt imersate în soluții ale ionilor lor cu o concentrație activă de 1 mol / l. Care metal este anodul, care catod? Scrieți ecuațiile reacției de reducere a oxidării care se desfășoară în această celulă galvanică și calculați EMF.
Soluția. Circuitul acestei celule galvanice:
(-) Mg # 9474; Mg2 + # 9474; # 9474; Zn 2+ # 9474; Zn (+)
O riglă verticală indică interfața dintre metal și soluție și două linii - interfața dintre cele două faze lichide - o deflectoare poroasă (sau o tubă de legătură umplută cu soluție de electroliți). Magneziul are un potențial mai scăzut (-2,37 V) și este un anod pe care se află un proces de oxidare
Zincul, al cărui potențial este de -0,763 V, este catodul, adică electrodul, pe care se desfășoară procesul reductiv:
Ecuația reacției de oxidare-reducere care caracterizează activitatea acestei celule galvanice poate fi obținută prin adăugarea ecuațiilor electronice ale proceselor anodului (1) și catodului (2):
Pentru a determina emf-ul celulei galvanice de potențialul catodului, potențialul anodului ar trebui să fie scăzut. Deoarece concentrația de ioni în soluție este de 1 mol / l, emf-ul elementului este egal cu diferența dintre potențialele standard ale celor doi electrozi ai săi: