При какой концентрации ионов Pb2+ равновесный потенциал свинцового электрода при 298К будет равен стандартному потенциалу оловянного электрода?

Для того чтобы решить эту задачу, нужно воспользоваться уравнением Нернста, которое связывает равновесный потенциал (E) с концентрацией ионов в растворе. Уравнение Нернста имеет следующий вид:

E = E° - (0.0592/n) * log([Pb2+]),

где E° - стандартный потенциал оловянного электрода;
0.0592 - константа Нернста для комнатной температуры (вольты);
n - количество электронов, участвующих в реакции переноса электронов (в данном случае равно 2, так как рассматриваем ионы Pb2+);
[Pb2+] - концентрация ионов свинца в растворе.

Задача состоит в том, чтобы найти такую концентрацию ионов Pb2+, при которой равновесный потенциал свинцового электрода будет равен стандартному потенциалу оловянного электрода.

Для этого подставим в уравнение Нернста значение стандартного потенциала оловянного электрода и известные значения:
E = 0.126 В (стандартный потенциал оловянного электрода);
0.0592 - константа Нернста для комнатной температуры (вольты);
n = 2 (количество электронов, участвующих в реакции переноса электронов).

Тогда уравнение Нернста примет следующий вид:

0.126 = E° - (0.0592/2) * log([Pb2+]).

Теперь осталось только решить это уравнение относительно [Pb2+]. После решения уравнения можно будет определить концентрацию ионов Pb2+, при которой равновесный потенциал свинцового электрода будет равен стандартному потенциалу оловянного электрода.

Обратим уравнение:

log([Pb2+]) = (E° - 0.126) * (2/0.0592).

Теперь продолжим решение уравнения:

log([Pb2+]) = 3.3784.

Возведем обе стороны в 10:

[Pb2+] = 10^3.3784.

Ответ:

Концентрация ионов Pb2+, при которой равновесный потенциал свинцового электрода при 298 К будет равен стандартному потенциалу оловянного электрода, равна 2.2 * 10^3 М (моляр).

Обоснование:

Решение уравнения Нернста позволяет определить концентрацию ионов Pb2+, при которой равновесный потенциал свинцового электрода будет равен стандартному потенциалу оловянного электрода. Применение уравнения Нернста возможно только в определенных условиях, а именно при наличии концентрации ионов Pb2+ в растворе. В данном случае, решая уравнение Нернста, мы нашли значение концентрации ионов Pb2+, при которой равновесный потенциал свинцового электрода будет равен стандартному потенциалу оловянного электрода.