Гальванический элемент

C/MnO2 k2mno4 koh//KCl cl2/Pt

Какая реакция пойдёт?

Добрый день! Пришло время разобрать вопрос о гальваническом элементе и реакциях, которые могут произойти в данной ситуации. Давайте вместе разберемся!

Перед нами гальванический элемент, который состоит из двух полуэлементов: C/MnO2 k2mno4 koh и KCl cl2/Pt. Наша задача - определить, какая реакция будет производиться в этом элементе.

Для начала, перечислим все вещества, которые участвуют в этой системе:

- C (неподвижный)
- MnO2 (твердое вещество)
- k2mno4 (раствор)
- Koh (раствор)
- KCl (раствор)
- cl2 (газ)
- Pt (металл)

В данном гальваническом элементе, у нас присутствуют два электрода - анод (C) и катод (Pt). Анод это место окисления, а катод это место восстановления.

Следующий шаг - реакции каждого полуэлемента. Давайте их рассмотрим:

На аноде (C) происходит окисление, которое выражается в следующей реакции:
C --> CO2 + 4e-

На катоде (Pt) происходит восстановление, которое выражается в следующей реакции:
2H2O + 2e- --> H2 + 2OH-

Помимо этого, мы знаем, что электроны ионизируются (переходят с одного электрода на другой) через внешнюю цепь, и растворы действуют в некоторых реакциях.

Теперь давайте соединим данные реакции, чтобы получить полную гальваническую реакцию. Для этого сначала сократим электронные пропагаторы, для облегчения записи:

Умножим вторую реакцию на 2, чтобы согласовать электроны:
4H2O + 4e- --> 2H2 + 4OH-

Теперь сложим обе реакции (происходящие на аноде и катоде). Обратите внимание, что все реактивы и продукты должны быть выражены в балансированном состоянии:

C + 4H2O + 4e- --> CO2 + 2H2 + 4OH-

Для приведения реакции в справедливый вид, добавим KCl на обе стороны уравнения (он не участвует в самой реакции, но в некоторых гальванических элементах необходимо добавить электролиты):

C + 4H2O + 4e- + 4KCl --> CO2 + 2H2 + 4OH- + 4KCl

Теперь у нас есть завершенное уравнение гальванической реакции для данного элемента:

C + 4H2O + 4e- + 4KCl --> CO2 + 2H2 + 4OH- + 4KCl

Надеюсь, что это подробное объяснение поможет вам лучше понять гальванический элемент и реакции, которые могут произойти в нем. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!