Дана схема ГЭ: Mn | MnSO4 || Bi2(SO4)3 | Bi Определить анод и катод, написать схемы электродных процессов. Определить ЭДС.

Постоянный пользователь нашего ресурса написал нам почту в 8:27 с просьбой предоставить развернутый ответ на его вопрос. Наши эксперты отнесли этот вопрос к разделу Разное. Для ответа был привлечен один из опытных специалистов, который занимается написанием студенческих работ.

Цитируем вопрос ваш вопрос

Дана схема ГЭ: Mn | MnSO4 || Bi2(SO4)3 | Bi Определить анод и катод, написать схемы электродных процессов. Определить ЭДС.

Разбор вопроса и ответ на него

Раздел 'ЕГЭ (школьный)', к которому был отнесён этот вопрос является не простой рубрикой. Для подготовки ответа на вопросы из этой рубрики специалист должен обладать широкими познаниями в различных научных областях. Однако в нашей компании таковые имеются.

Вы спрашивали:

Дана схема ГЭ: Mn | MnSO4 || Bi2(SO4)3 | Bi Определить анод и катод, написать схемы электродных процессов. Определить ЭДС.

Конечно этот ответ может полностью не раскрыть тему вопроса, но мы постарались сделать его максимально полным. Предлагаем ознакомиться с мнением эксперта по этой теме:

Для того, чтобы кто-то получил электроны, сначала кто-то другой должен их отдать!
Поэтому в схеме СЛЕВА ("сначала") всегда записывают АНОД, а СПРАВА - КАТОД.

Или, если схема не дана (или дана, но неверно - такое тоже бывает), можно определить анод и катод по значениям электродных восстановительных потенциалов: у кого φº ВЫШЕ - тот КАТОД (легко запомнить: кто сильнее - тот забирает электроны)!

Bi(3+) + 3ē ⇆ Bi φº= + 0,215 В
Mn(2+) + 2ē ⇆ Mn φº= – 1,179 В

φº электродной ячейки висмута выше, чем марганца, поэтому - висмут Bi (к) катод (отрицательный электрод), на нем происходит восстановление, а Mn (к) - анод (положительный электрод), на нем происходит окисление.
Т.о. данная схема верна: слева анод, справа - катод.

ЭДС = φº восст. – φº окисл. (или φº катод – φº анод) = 0,215 – (– 1,179) = 1,394 В >0 (положительное значение показывает, что реакция действительно идет)

Схемы электродных процессов:
на аноде: Mn – 2ē → Mn(2+) | 3
(т.е. атомы анода-марганца теряют электроны = окисляются, превращаются в ионы и переходят в раствор - концентрация раствора растет, анод теряет атомы и уменьшается в размерах и в массе, а электроны переходят на связанный с анодом катод - висмут)

на катоде: Bi(3+) + 3ē → Bi | 2
(т.е. катионы висмута, находящиеся в растворе, притягиваются к получившему электроны и потому отрицательному катоду Bi (к), получают от него электроны = восстанавливаются, превращаются в атомы и оседают на катоде - концентрация раствора падает, анод получает дополнительные атомы и увеличивается в размерах и в массе)

Общее уравнение (с электронным балансом):
3Mn + 2Bi(3+) → 3Mn(2+) + 2Bi
или: 3Mn + Bi2(SO4)3 → 3MnSO4 + 2Bi

Кстати, чем выше концентрация раствора, тем выше электродный потенциал.
Т.к. в анодной ячейке концентрация раствора растет, то и φ растет, а в катодной ячейке по той же причине φ снижается, т.е. разница между ними уменьшается. Поэтому во время работы ГЭ ЭДС постепенно падает, пока не дойдет до нуля (это произойдет, когда φ в обеих ячейках сравняется, и наступит равновесие).

К нам на почту приходит много вопросов. Мы стараемся отвечать на все. Однако вы должны понимать, что большая загруженность увеличивает время ответа. Сейчас среднее время ответа равно 20:54.