Гальванический элемент принято записывать так, чтобы анод находился слева. Следовательно, имеем цинковый анод и водородный катод
Уравнение Нернста для водородного электрода при температуре 25С
φ(2H(+)/Н2) = φо(2H(+)/Н2) + 0,059*lg[H(+)] = φо(2H(+)/Н2) - 0,059*рН = - 0,059*рН = - 0,059*2 = - 0,118 В, где
φо(2H(+)/Н2) = 0 – стандартный электродный потенциал водорода
Кажущаяся степень диссоциации α = 66%, тогда степень диссоциации α = 0,66
α = [Zn(2+)]/[ZnSO4], отсюда молярная концентрация ионов Zn(2+) в растворе сульфата цинка ZnSO4
[Zn(2+)] = α*[ZnSO4] = α*См(ZnSO4) = 0,66*0,01 = 0,0066 моль/л
Уравнение Нернста для цинкового электрода при температуре 25С
φ(Zn(2+)/Zn) = φ(Zn(2+)/Zn) + (0,059/2)*lg[Zn(2+)] = - 0,76 + 0,03*lg 0,0066 = - 0,76 + 0,03*(-2,18) = - 0,825 В
Запишем анодные и катодные процессы. На аноде происходит окисление, а на катоде восстановление
Анод (–) Zn – 2е = Zn(2+) | 1
Катод (+) 2H(+) + 2е = H2 | 1
Суммарно: Zn + 2H(+) = Zn(2+) + H2↑
В молекулярном виде
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
ЭДС гальванического элемента
Е = φк – φа = φ(2H(+)/Н2) - φ(Zn(2+)/Zn) = - 0,118 – (- 0,825) = 0,707 В
Дано:
m(Mg) = 2.4 g
m(Br2) = 32 g
m(MgBr2) = ?
Mg + Br2 = MgBr2
M(Mg) = 24 g/mol
M(Br2) = 160 g/mol
M(MgBr2) = 184 g/mol
n(MgBr2) = min { n(Mg); n(Br2) }
n(Mg) = m(Mg) / M(Mg) = 2.4/24 = 0.1 mol
n(Br2) = m(Br2) / M(Br2) = 32/184 ~ 0.17 mol > n(Mg) =>
=> n(MgBr2) = min { n(Mg); n(Br2) } = 0.1 mol
m(MgBr2) = n(MgBr2) * M(MgBr2)
m(MgBr2) = 0.1 * 184 = 18.4 g
ответ: 0.1 моль бромида магния
или
18.4 г бромида магния.
(Примечание: под количеством вещества обычно понимают именно количество моль вещества, поэтому на вычислении n(MgBr2) можно и остановиться)
