49548 skan0333

336 Elektrochemia

przy czym etapem najwolniejszym jest etap przeniesienia drugiego elektronu. W takim przypadku anodowy współczynnik przeniesienia elektronu a_a wynosi 1,5. Wykreślić krzywą polaryzacji anodowej, tj. zależność / = /(;/) dla metalu w 25°C w zakresie -200 < tj < +200 mV, jeżeli gęstość prądu wymiany wynosi 10 A m"². Odp.;/ = 0,15 V;j = 6,36 • 10⁴ A • m'².

6h:3. 1 M roztwory jonów Pb²⁺ i Cd²⁺ elektrolizowano między elektrodami Pt prądem o gęstości 100 A • m^-2. Poniżej zestawiono równania Tafela wydzielania wodoru na tych metalach (dla j wyrażonego w A • irf²) oraz ich potencjały standardowa

Pb	£pb^27pb ^= —0,126 V	>/[V] =-0,8803 -0,1259 lg[/|
Cd	^cd-^+/cd ^= -0,403 V	;/[V] =-0,5344-0,1218 lg[/j

Obliczyć końcowe stężenie jonów: a) Pb²⁺ i b) Cd²⁺ w elektrolizow⁷anych roztworach, przy których rozpocznie się wydzielanie wodoru. Odp. a) 9,66 ■ 10'⁴⁹ M; b) 2,10 • lO"²⁷ M.

6h:4. W wyniku katodowej polaryzacji elektrody srebrowej w 0,01 M roztworze AgN0₃ prądem stałym o gęstości 50 A • m'², stężenie jonów Ag⁺ na powierzchni elektrody zmniejszyło się do połowy. Współczynnik dyfuzji jonów srebra w tym roztworze wynosi 1,7 • 10'⁹ m²s^_1. Obliczyć a) nadpotencjał dyfuzyjny, b) grubość warstwy dyfuzyjnej. Odp. a) -1,78 • 10'² V; b) 1,64 • 10'-m.

6h:5. W 25°C gęstość prądu wymiany procesu elektrodowego

Tl³⁺ + 2e ^Tl⁺

na elektrodzie Pt wynosi 4,85 • 10³ A • m^-2. Znaleźć standardową stałą szybkości k_& tego procesu elektrodowego. Odp. k_s = 5,03 • 10 ² m • s ¹.

6h:6. Wyznaczyć funkcję określającą zależność stężenia jonów Cd²⁺ od odległości od elektrody kadmowej, przy katodowej polaryzacji prądem stałym o gęstości -10 A • m'², po upływie 12 s od momentu rozpoczęcia elektrolizy. Współczynnik dyfuzji jonów⁷ kadmu w tym roztwerze przyjąć za równy 1 • 10'⁹ m² • s^_1. Początkowe stężenie jonów⁷ Cd²⁺ wynosiło 30 mol • m'³. Odp. c(x,12) = 30 -- 51,82- 10³ [1,236 ■ 10^-4 • exp (-2,083 • 10⁷ • x²)-x + x erf(4,564 • 10³*)].

6h:7. W 25°C potencjał półfali jonów⁷ Zn²⁺ w⁷ 0,01 M roztworze ZnS0₄ w⁷ nadmiarze Na₂S0₄ wynosi -1,02 V (w⁷zględem NEK), a współczynnik dyfuzji jonów⁷ Zn²⁺ w⁷ tym roztworze jest rówrny 1 • 10'⁹ m² • s~^l. Wykreślić na tej podstawce falę polarograficzną cynku zarejestrowaną na KER o wydajności kapilary 3 • 10'⁶ kg • s'¹ i czasie trwania kropli 3,5 s.

6h:8. Po jakim czasie początkowe stężenie jonów srebra rów^rne 0,01 M w roztw⁷orze 0,1 M KN0₃ spadnie do zera na powierzchni elektrody Ag, jeżeli