Гальванические цепи

[Coward]

Здравствуйте. Помогите разобраться пожалуйста:

Задание:
Имеются гальванические цепи:
а) Cd/Cd²⁺ || Al³⁺/Al
б) Sn/Sn²⁺ || Hg²⁺/Hg
в) Cu/Cu²⁺ || Ag⁺/Ag
г) Mg/Mg²⁺ || Co²⁺/Co

Для каждой из этих цепей указать:
1) окислитель и восстановитель
2) электрод-окислитель и электрод-восставновитель
3) положительный и отрицательный полюсы гальванического элемента
4) направление потока электронов по внешней цепи

Решение:
а) По справочнику определим значения стандартных электродных потенциалов:

E⁰_Cd²⁺/Cd = -4 В

E⁰_Al³⁺/Al = -1.66 В

Поскольку E⁰_Cd²⁺/Cd < E⁰_Al³⁺/Al , алюминий будет катодом, а кадмий – анодом.

Схема:

An(-) Cd| Cd²⁺ || Al³⁺|Al (+)Kt

1) Окислитель – алюминий; восстановитель – кадмий
2) Электрод-окислитель - алюминиевый; электрод-восстановитель - кадмиевый
3) Положительный и отрицательный полюсы гальванического элемента представлены на схеме.
4) Направление потока электронов по внешней цепи – от анода к катоду, т.е. от алюминия к кадмию.

Вопросы:
1) правильно ли решение и оформление его?
2) всегда ли значение стандартных электродных потенциалов берется из таблицы?
3) В решении на вопрос "положительный и отрицательный полюсы гальванического элемента" так и отвечать "см.схему"? или описать это как-то по-другому?

Спасибо заранее!

[SkydiVAR]

Из всего, что написано, правильно только то, что электроны во внешней цепи будут двигаться от алюминия к кадмию.
По вопросам:
1. По решению - понятно (хотя цепь рассуждений правильная, только исходная посылка не верна), по оформлению - спросить преподавателя;
2. Из таблицы - для стандартных условий - на то они и стандартные потенциалы. Это должно быть указано в условиях задачи. Если условия не стандартные - должно быть указано - какие именно. Если ничего не указано - начинать ответ со слов "При стандартных условиях..." и быть готовым к допвопросу "Как считать, если условия не стандартные".
3. Ну, не ленитесь... Уж напишите какой металл будет каким полюсом. Лишних четыре слова, а преподавателю приятно.

[Coward]

Если бы я ленилась, то заказала бы решение у предприимчивых людей, которых в наше время очень много.

Если неверно то, что окислитель - алюминий, а восстановитель - кадмий; то исходя из обратного получаем окислитель - кадмий, восстановитель - алюминий. А почему? ведь ст.эл.потенциал у аллюминия больше чем у кадмия.

1)"исходная посылка не верна" - это вы что имели ввиду?
3) а в каком виде написать какой металл будет каким полюсом? Боюсь ошибиться в правильности употребления слов. Если написать подобным образом: "Положительным полюсом гальванического элемента является кадмий, а отрицательным - алюминий", так будет верно?

[SkydiVAR]

Если бы я ленилась, то заказала бы решение у предприимчивых людей, которых в наше время очень много.

Я не про решение, как процесс, а про запись ответа.

Если неверно то, что окислитель - алюминий, а восстановитель - кадмий; то исходя из обратного получаем окислитель - кадмий, восстановитель - алюминий. А почему? ведь ст.эл.потенциал у алюминия больше чем у кадмия.

E⁰_Cd²⁺/Cd = -0,40 В, поэтому восстановитель - Al_met, а окислитель - Cd²⁺. Именно это я и имел в виду, говоря об ошибочности исходной посылки.

1)"исходная посылка не верна" - это вы что имели ввиду?
3) а в каком виде написать какой металл будет каким полюсом? Боюсь ошибиться в правильности употребления слов. Если написать подобным образом: "Положительным полюсом гальванического элемента является кадмий, а отрицательным - алюминий", так будет верно?

Я бы написал, что "Положительным полюсом гальванического элемента является кадмиевый электрод, а отрицательным - алюминиевый электрод". Слово "электрод" существенно, т.к. речь здесь идет уже не о химии процесса, а об элементе, как конструкции в целом, "черном ящике", из которого торчат два куска металла - электроды.

[Coward]

Я снова не понимаю, почему алюминий - восстановитель.
Элемент, отдающий электроны - восстановитель (менее активный)
Принимающий – окислитель (более активный).
Это верно?

Далее, из ряда напряженности металлов видим, что алминий более активен чем кадмий. Получается что алюминий - окислитель.
Из таблицы ст.потенциалов получается что
E0Cd2+/Cd = -0,40 В
E0Al3+/Al = -1,66 В
E0Cd < E0Al
следовательно алюминий - восстановитель.

какой способ является более приоритетным? и что показывает величина стандартных потенциалов?

[SkydiVAR]

Я снова не понимаю, почему алюминий - восстановитель.
Элемент, отдающий электроны - восстановитель (менее активный)
Принимающий – окислитель (более активный).
Это верно?

Отдает электроны - восстановитель, принимает -окислитель. Верно.
Восстановитель менее активен, окислитель более активен - не верно, если Вы пользуетесь рядом напряжений металлов и термины "менее активен" и "более активен" применяются к активности металлов в реакции с протоном воды или кислот. Кроме того, в этой реакции отдает электроны металлический алюминий, а принимает - ион Cd²⁺. Активность иона кадмия имеет к активности металлического кадмия весьма опосредованное отношение, поэтому выражения "менее активен" и "более активен" в данном случае неприменимы.

[Coward]

Тогда задание а):
Cd/Cd2+ || Al3+/Al

Решение:
E0Cd2+/Cd = - 40 В
E0Al3+/Al = -1.66 В

Поскольку E0Cd2+/Cd > E0Al3+/Al , алюминий будет анодом, а кадмий – катодом.

Схема:
Al – 3e- = Al3+ - анод
Cd2+ + 2e- = Cd - катод

An(-) Al| Al3+ || Cd2+|Cd (+)Kt

1) Окислитель – Cd^(2+); восстановитель – Al_met
2) Электрод-окислитель - кадмиевый; электрод-восстановитель - алюминиевый
3) Положительным полюсом гальванического элемента является кадмиевый электрод, а отрицательным – алюминиевый электрод.
4) Направление потока электронов по внешней цепи – от анода к катоду, т.е. от алюминия к кадмию.

[SkydiVAR]

На мой взгляд - всё верно. С одним замечанием - в принятой нотации (по крайней мере, исходя из того, что нагуглилось), следует писать "Электрод-окислитель - Cd²⁺/Cd; электрод-восстановитель - Al/Al³⁺". Хотя бы потому, что материал электрода не всегда определяет идущую на нем реакцию - например, электрод может быть графитовым, а реакция будет Fe³⁺/Fe²⁺. А в свинцовом аккумуляторе, например, оба электрода свинцовые, поэтому указывать электродную реакцию таки необходимо.

[Coward]

Тогда все остальные цепи:

Правильно ли составила электронные уравнения в схемах?

Решение

б) По справочнику определим значения стандартных электродных потенциалов:

E⁰Sn²⁺/Sn = -0.13 В
E⁰Hg²⁺/Hg = 0.91 В

Поскольку E⁰Sn²⁺/Sn < E⁰Hg²⁺/Hg , олово будет анодом, а ртуть - катодом.

Схема:

Sn – 2e^- = Sn²⁺ - анод
Hg²⁺ + 2e^- = Hg - катод

An(-) Sn| Sn²⁺||Hg²⁺|Hg (+)Kt

1) Окислитель – Hg²⁺; восстановитель – Snmet
2) Электрод-окислитель - Sn²⁺/Sn; электрод-восстановитель - Hg/Hg²⁺
3) Положительным полюсом гальванического элемента является оловянный электрод, а отрицательным – ртутный.
4) Направление потока электронов по внешней цепи – от анода к катоду, т.е. от олова к ртути.



в) По справочнику определим значения стандартных электродных потенциалов:

E⁰Cu²⁺/Cu = 0.34 В - анод
E⁰Ag⁺/Ag = 0.8 В - катод

Поскольку E⁰Cu²⁺/Cu < E⁰Ag⁺/Ag , серебро будет катодом, а медь – анодом.

Схема:
Cu – 2e^- = Cu²⁺ - анод
Ag⁺ + 1e^- = Ag - катод

An(-) Cu| Cu²⁺ || Ag⁺|Ag (+)Kt

1) Окислитель – серебро; восстановитель – медь
2) Электрод-окислитель - Ag²⁺/Ag; электрод-восстановитель - Cu/Cu²⁺
3) Положительный и отрицательный полюсы гальванического элемента представлены на схеме.
4) Направление потока электронов по внешней цепи – от анода к катоду, т.е. от меди к серебру.



г) По справочнику определим значения стандартных электродных потенциалов:

E⁰Mg²⁺/Mg = -2.372 В

E⁰Co²⁺/Co = -0.28 В

Поскольку E⁰Mg²⁺/Mg < E⁰Co⁺/Co , марганец будет катодом, а кобальт – анодом.

Схема:
Mg – 2e^- = Mg²⁺ - анод
Co²⁺ + 2e^-= Co - катод

An(-) Mg| Mg²⁺ || Co²⁺|Co (+)Kt

1) Окислитель – кобальт; восстановитель – марганец
2) Электрод-окислитель - Co²⁺/Co; электрод-восстановитель - Mg/Mg²⁺
3) Положительный и отрицательный полюсы гальванического элемента представлены на схеме.
4) Направление потока электронов по внешней цепи – от анода к катоду, т.е. от марганца к кобальту.

[SkydiVAR]

б2 и б3 - наоборот. Внимательно смотрите на то, что Вы же сами написали чуть выше!
в1 - окислитель Ag⁺. в2 - катион серебра однозарядный. в3 - пропишите названия.
г1 - та же ошибка, что и в1, кроме того Mg - магний, а не марганец. г3 - пропишите названия. г4 - опять марганец.