Написать катодный и анодный процессы, уравнение токообразующей реакции и вычислить эдс гальванического элемента. указать полярность электродов. al| al+3 (2 моль/л ) || cd+2 (0,1 моль/л )|cd

Данный вопрос касается электрохимии и гальванических элементов. Для начала разберемся с базовыми понятиями.

Гальванический элемент представляет собой устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую. Он состоит из двух полуреакций - окислительной и восстановительной.

Катод – это электрод, на который идет редукция (получение электронов) во время электролиза или в гальваническом элементе.
Анод – это электрод, на котором происходит окисление (отдача электронов).

Теперь перейдем к решению данной задачи. Определим катодные и анодные процессы.

Дано:
al| al+3 (2 моль/л ) || cd+2 (0,1 моль/л )|cd

Катодный процесс:
Металл алюминий (Al) растворяется, образуя ионы алюминия (Al+3) с концентрацией 2 моль/л.
Уравнение катодной полуреакции:
Al+3 + 3e- -> Al

Анодный процесс:
Металл кадмий (Cd) окисляется, образуя ионы кадмия (Cd+2) с концентрацией 0,1 моль/л.
Уравнение анодной полуреакции:
Cd -> Cd+2 + 2e-

Таким образом, у нас получается гальванический элемент Al|Al+3 || Cd+2|Cd.

Теперь уясним, где находится катод, а где анод.

В данном случае, катодом является электрод с ионами алюминия (Al+3), а анодом - электрод с ионами кадмия (Cd+2).

Теперь осталось вычислить ЭДС гальванического элемента. Для этого воспользуемся рядом напряжений стандартных окислительно-восстановительных пар (редокс-потенциалов).

Стандартный электродный потенциал (напряжение) - это потенциал электрода, измеренный относительно стандартного водородного электрода (SHE), принятого в качестве нулевого потенциала.

ЭДС гальванического элемента вычисляется по формуле:
E° = E°(кат) - E°(ан),

где E°(кат) - стандартный потенциал катода,
E°(ан) - стандартный потенциал анода.

Катод - Al|Al+3, стандартный электродный потенциал (E°(кат)) = -1,66 В.
Анод - Cd|Cd+2, стандартный электродный потенциал (E°(ан)) = -0,4 В.

E° = -1,66 В - (-0,4 В) = -1,26 В.

Таким образом, ЭДС гальванического элемента равна -1,26 В, что означает, что при соединении этих двух полуреакций, алюминий выступает в роли отрицательного полюса, а кадмий - в роли положительного полюса.