Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 1 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Επώνυμο: Όνομα: Ημερομηνία: Προσωπικός Αριθμός: Βαθμολογία θεμάτων 1 3 4 5 6 7 8 9 10 5η ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗ "ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ" ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΚΠΟΝΗΣΗ, ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΔΙΑΚΙΝΗΣΗ ΤΗΣ 5ης ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1. Για να εκτελέσετε σωστά την εργασία αυτή, θα πρέπει να έχετε εμπεδώσει την ύλη όλων των Κεφαλαίων (εκτός της ενότητας. και των υποενότητων 4..3, 4..4 και 4..5) του Τόμου της Ηλεκτροχημείας.. Μη γράφετε περισσότερα από αυτά που ζητούνται στο θέμα, αφού τα επιπλέον, αν μεν είναι σωστά δεν λαμβάνονται υπ' όψιν, αν όμως είναι λάθος, επηρεάζουν αρνητικά τη βαθμολογία του θέματος. 3. Όποια δεδομένα χρειάζεστε για τη λύση των ασκήσεων (φυσικές σταθερές, συντελεστές μετατροπής, κ.λπ.), μπορείτε να τα πάρετε από το βιβλίο σας. 4. Στα αριθμητικά προβλήματα, δώστε προσοχή στα σημαντικά ψηφία, στον εκθετικό συμβολισμό, στο στρογγύλεμα των αριθμητικών αποτελεσμάτων και στη συνέπεια ως προς τις διαστάσεις τους. Εξετάζετε πάντοτε, αν οι διάφορες μονάδες απαιτούν μετατροπή στο σύστημα SI. Ελέγχετε πάντοτε στο τέλος, το πόσο λογικό είναι το αποτέλεσμα στο οποίο καταλήξατε. 5. Σε ερωτήσεις (κυρίως του τύπου Σωστό Λάθος), στις οποίες ζητείται εξήγηση, θα πρέπει αυτή να δίνεται. Διαφορετικά, η απάντηση δεν λαμβάνεται υπ' όψιν. 6. Φωτοτυπήστε την τελειωμένη εργασία σας, κρατήστε ένα αντίγραφο και στείλτε το πρωτότυπο στη διεύθυνση που σας έχει γνωστοποιήσει ο Καθηγητής σας, στην καθορισμένη ημερομηνία συμφώνα με το «Χρονοδιάγραμμα Μελέτης & Γραπτών Εργασιών» που μπορείτε να βρείτε στην ιστοχώρο της ΦΥΕ (ημερομηνία αποστολής: Δευτέρα, Απριλίου 013). Να ενημερώνετε τον καθηγητή σας για τον τρόπο και χρόνο αποστολής της εργασίας στην περίπτωση που αυτή γίνεται ταχυδρομικά. Παράταση δίνεται από τον Συντονιστή και μόνο για πολύ σοβαρούς λόγους, οι οποίοι αποδεικνύονται με σχετικά έγγραφα. Γνωστοποιείτε κάθε φορά στον καθηγητή σας (τηλεφωνικά ή με e-mail) την παραλαβή εκ μέρους σας της διορθωμένης εργασίας. Οι λύσεις των θεμάτων της εργασίας καθώς και η διορθωμένη εργασία σας θα σας αποσταλούν στις 9 Μαΐου 013. 7. Το παρόν έντυπο, το συμπληρώνετε και το αφήνετε συνδεδεμένο με τα υπόλοιπα φύλλα των θεμάτων. Να επισυνάπτετε και το Έντυπο Υποβολής Αξιολόγησης ΓΕ (που μπορείτε επίσης να βρείτε στον ιστοχώρο της ΦΥΕ). 8. Όσοι θέλετε διευκρινήσεις για τη βαθμολογία σας και απορίες σχετικά με τις απαντήσεις των θεμάτων, μπορείτε να τις συζητήσετε τηλεφωνικά ή στην επόμενη συνάντησή σας με τον καθηγητή σας. Καλή επιτυχία!
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 1 η Άσκηση Να υπολογιστούν οι μερικές ισοδύναμες αγωγιμότητες των ανιόντων (λ - ) και κατιόντων (λ + ) ενός ηλεκτρολύτη του οποίου η ολική ισοδύναμη αγωγιμότητα (Λ) ισούται με 53.4 cm Ω -1 mol -1. Δίνεται ο αριθμός μεταφοράς των κατιόντων t + 0.375. Υπόδειξη: Θεωρείστε ότι ο αριθμός μεταφοράς των ιόντων, εκτός από την ποσοστιαία συμμετοχή τους στο ολικά μεταφερόμενο ρεύμα, παρέχει και την ποσοστιαία συμμετοχή τους στην ολική ισοδύναμη αγωγιμότητα. Η εξ. (.18) για πεπερασμένες συγκεντρώσεις γίνεται: Λ λ + + λ - (1) Επίσης σύμφωνα με την υπόδειξη ισχύει: t + Λ λ άρα λ+ t + Λ 0.375x53.4 cm Ω -1 mol -1 95.05 cm Ω -1 mol -1 Από την εξ. (1) λαμβάνουμε: λ - Λ - λ + 53.4 95.05 158.375 cm Ω -1 mol -1.
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 3 η Άσκηση Ένα γεωμετρικό στοιχείο διατομής S και μήκους L πληρούται κατ αρχήν με 0.1 Μ Kl στους 5 ο. Η αντίστασή του (R 1 ) βρέθηκε ίση με 4.36 Ω. Αν το Kl αντικατασταθεί με άλλον ηλεκτρολύτη συγκέντρωσης 0.01 Μ στους 5 ο, η αντίστασή του (R ) ισούται με 198 Ω. Να υπολογιστούν: (α) η σταθερά του στοιχείου (L/S) και (β) η μοριακή αγωγιμότητα του δεύτερου ηλεκτρολύτη (Λ m, ). Δίνεται η μοριακή αγωγιμότητα του Kl στους 5 ο : Λ m,1 116.39 cm Ω -1 mol -1. (α) Από την εξ. (.14) λαμβάνουμε: 1 S κ1 R1 L (για το Kl) (1) και 1 S κ R L (για το δεύτερο διάλυμα) () όπου κ 1 και κ είναι οι ειδικές αγωγιμότητες των δύο διαλυμάτων. Σύμφωνα με την εξ. (.16): Λ m,1 κ 1 1000 / 1 (3) και Λ m, κ 1000 / (4) Από τις εξ. (1) και (3) λαμβάνουμε: L/S 1 Λ m,1 R 1 /1000 (0.1 mol L -1 x 116.39 cm Ω -1 mol -1 x 4.36 Ω) / 1000 cm 3 L -1 άρα L/S 0.835 cm -1 8.35 m -1 (β) Συνδυάζοντας τις εξ. () και (4) λαμβάνουμε: Λ m, (L/S)1000/(R ) (0.835 cm -1 x 1000 cm 3 L -1 ) / (198 Ω x 0.01 mol L -1 ) άρα Λ m, 14.3 cm Ω -1 mol -1 1.43 x 10-3 m Ω -1 mol -1
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 4 3 η Άσκηση Υπολογίστε τον αριθµό µεταφοράς των ιόντων +, στους 5 σε υδατικό διάλυµα που περιέχει 10 Ν B (ισχυρός ηλεκτρολύτης) και 10 Ν ΚΝΟ 3. Δίδονται οι ιοντικές αγωγιµότητες σε άπειρη αραίωση των Α +, Β, K + και ΝΟ 3 - : eq, λ 150.5 Ω 1 cm g eq 1, eq,b λ 83. Ω 1 cm g eq 1, λ eq,k 73.5 Ω 1 cm g eq 1 και λ - eq,no3 71.4 Ω 1 cm g eq 1 Υπόδειξη: Θεωρήστε ότι το διάλυμα είναι αραιό Από την Εξ. (.1) προκύπτει ότι για το εξεταζόμενο διάλυμα: t ( )/( + B B + K K + NO3 NO 3 ) (1) Επειδή το διάλυμα είναι αραιό, είναι δυνατόν να θεωρηθεί ότι i i, οπότε: (, eq /F) (150.5/96485) (Ω -1 cm g-eq -1 /( g-eq -1 )) ή, αφού 1 1 V Ω -1 s, 1.5610-3 (cm/s)/(v/cm). Ομοίως, ισχύει: B B (, B eq /F) (83./96485)(cm/s)/(V/cm) ή B 8.610-4 (cm/s)/(v/cm), K NO 3 K λ λ eq, NO- 3 eq, K /F (73.5/96485)(cm/s)/(V/cm) ή /F (71.4/96485)(cm/s)/(V/cm) ή K 7.610-4 (cm/s)/(v/cm) και NO3 7.4010-4 (cm/s)/(v/cm). Τα ΑΒ και KNO 3 είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες. Συνεπώς, διίστανται πλήρως, οπότε οι συγκεντρώσεις των ιόντων στο διάλυμα είναι οι ακόλουθες: NO3 B K NO 3 10 - mol L -1 Με αντικατάσταση των i και i στην Εξ. (1) προκύπτει ότι: t [10 - (1.5610-3 )]/[10 - (1.5610-3 ) + 10 - (8.610-4 ) + 10 - (7.610-4 ) + + 10 - (7.4010-4 )] (1.5610-5 /3.9410-5 ) ή t 0.398.
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 5 4 η Άσκηση Σε βιοµηχανικό ηλεκτρολυτικό στοιχείο λαµβάνει χώρα στους 80 ηλεκτρόλυση ύδατος για παραγωγή Η και Ο. Το ηλεκτρολυτικό διάλυµα είναι διάλυµα ΚΟΗ µε συγκέντρωση 5.5 Μ. Το ανοδικό και το καθοδικό διαµέρισµα χωρίζονται µεταξύ τους από πορώδες διάφραγµα πάχους 3 mm. Βρείτε την συνολική ωµική αντίσταση R t µεταξύ των δύο ηλεκτροδίων και την αντίστοιχη ωµική πτώση τάσης, αν κατά την ηλεκτρόλυση διέρχεται δια του στοιχείου ηλεκτρικό ρεύµα εντάσεως 500 Α. Δεδοµένα: Το δύο ηλεκτρόδια είναι επίπεδα, τοποθετηµένα παράλληλα µεταξύ τους, µε επιφάνεια 1 m το καθένα. Η ειδική αντίσταση του πορώδους διαφράγµατος, το οποίο έχει επίσης επιφάνεια 1 m, είναι ίση µε 0.011 Ω m. Η µοριακή αγωγιµότητα του ηλεκτρολύτη είναι ίση µε 00 Ω 1 cm mol 1. Η απόσταση κάθε ηλεκτροδίου από το πορώδες διάφραγµα είναι ίση µε 0.5 cm. Υπόδειξη: Για υπολογισµό της ωµικής αντίστασης µεταξύ των δύο ηλεκτροδίων θα πρέπει να υπολογίσετε µε βάση την Εξ. (.14) τις επιµέρους συνιστώσες της (αντίσταση ηλεκτρολυτικού διαλύµατος, αντίσταση πορώδους διαφράγµατος) και να τις αθροίσετε. Για εύρεση της αντίστασης του ηλεκτρολυτικού διαλύµατος χρειάζεται πρώτα να υπολογίσετε την ειδική του αγωγιµότητα µε βάση την Εξ. (.16). Η ειδική αγωγιμότητα του ηλεκτρολυτικού διαλύματος υπολογίζεται από την Εξ. (.16): κ (Λ m /1000) (5.500)/1000 (mol L -1 )(Ω -1 cm mol -1 )/(cm 3 L -1 ) ή κ 1.1 Ω -1 cm -1 Στη συνέχεια υπολογίζεται (Εξ. [.14]) η ωμική αντίσταση του ηλεκτρολυτικού διαλύματος στο ανοδικό και το καθοδικό διαμέρισμα, R el : R el (1/κ)(L/S) (1/1.1)(0.5/110 4 ) (Ω cm) (cm/cm ) ή R el 9.1010-5 Ω Η ωμική αντίσταση του πορώδους διαφράγματος, R d, είναι ίση με: R d ρ(l/s) (0.011)(310-3 /1) (Ω m) (m/m ) ή R d 3.3010-5 Ω Συνεπώς, η συνολική ωμική αντίσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων, R t, είναι: R t R el + R d (9.1010-5 + 3.3010-5 ) 1.410-5 Ω και η ωμική πτώση τάσης IR 500(1.410-5 ) Α Ω ή IR 0.31 V
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 6 5 η Άσκηση Εφαρμόζοντας την εξίσωση του Nernst, εξηγήστε τον τρόπο με τον οποίο η διάβρωση του σιδήρου εξαρτάται από το ph του νερού που έρχεται σε επαφή με το σίδηρο (δηλ η διάβρωση είναι μεγαλύτερη σε pη το οποίο είναι όξινο, ουδέτερο ή αλκαλικό;) Θεωρήστε ότι οι συντελεστές ενεργότητας είναι ίσοι με την μονάδα. Διευκρίνιση: Το ph του νερού εξαρτάται από τις διαλυμένες ουσίες που έχει π.χ. το θαλασσινό νερό είναι ελαφρά αλκαλικό ενώ το νερό της βροχής ελαφρά όξινο. Υπόδειξη: Η διάβρωση του σιδήρου είναι μια πολύπλοκη διεργασία όμως το πρώτο και καθοριστικό για την απάντησή σας στάδιο της διάβρωσης του σιδήρου είναι (δεν είναι απαραίτητη καμία άλλη πληροφορία για τα επόμενα βήματα της διάβρωσης): Fe(s) + O (g)+h O(l)4OH - (aq)+ Fe + (aq) Το πρώτο στάδιο της διάβρωσης του σιδήρου είναι: Fe(s) + O (g)+h O(l)4OH - (aq)+ Fe + (aq) H εξίσωση Nernst (άθροισμα και των ημιαντιδράσεων και με δεδομένο ότι οι ενεργότητες των Fe(s), O (g), και H O είναι ίσες με τη μονάδα) είναι: E cell E cell -(0.059/4)log[OH - ] 4 [Fe + ] Εάν το ph αυξάνεται η [OH - ] αυξάνεται και το E cell γίνεται πιο αρνητικό που σημαίνει ότι η αντίδραση γίνεται λιγότερο αυθόρμητη. Αντίθετα εάν το ph ελαττώνεται το E cell γίνεται πιο θετικό και η αντίδραση γίνεται περισσότερο αυθόρμητη.
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 7 6 η Άσκηση (α) Υπολογίστε τη ΔG για την αντίδραση του ακόλουθου στοιχείου: Tl( s ) Tl + (aq) Pb + (aq) Pb( s ) Η ΔG ο f για το Τl + (aq) είναι -3.4 kj/mol και για το Pb + (aq) είναι -4.3 kj/mol (β) Από τη ΔG, υπολογίστε την πρότυπη ΗΕΔ για την αντίδραση του στοιχείου και από αυτή προσδιορίστε το πρότυπο δυναμικό της ημιαντίδρασης: Τl + (aq) + e - Τl(s) Θεωρήστε ότι E Pb -0.16 V (α) Γράφουμε την εξίσωση και από κάτω τις αντίστοιχες τιμές των ελευθέρων ενεργειών σχηματισμού Τ1(s) + Pb + (aq) T1 + (aq) + Pb(s) Δ f G ο 0-4.3-3.4 0 kj Οπότε, ΔG 0 ν i Δ f G ο i [(-3.4) - (-4.3)] kj -40.5 kj (β) Θα εφαρμόσουμε τον τύπο ΔG 0 -nfe cell. Είναι n. > -40.5 x 10 3 J - x 9.65 x 10 4 x E cell > E cell 0.098 V Οι ημιαντιδράσεις και τα δυναμικά τους E είναι: Τl(s) Τl + (aq) + e - E Tl? Pb + (aq) + e - Pb(s) E Pb -0.16 V Όμως E cell Ε ο ΔΗ-Ε ο ΑΗ E Pb - E Tl E Tl -0.098-0.16-0.336 V
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 8 7 η Άσκηση (α) Υπολογίστε τη σταθερά ισορροπίας για την ακόλουθη αντίδραση στους 5 o. Αg + (aq) + Fe + (aq) g(s) + Fe 3+ (aq) Η πρότυπη ΗΕΔ του αντίστοιχου ηλεκτροχημικού στοιχείου είναι 0,030 V. (β) Αν ίσοι όγκοι διαλυμάτων 1,0 M g + και Fe + αναμιχθούν, πόση θα είναι η συγκέντρωση του Fe + στη θέση ισορροπίας; Θεωρήστε ότι οι συντελεστές ενεργότητας είναι ίσοι με την μονάδα. Υπόδειξη: Όπως θα θυμάστε από τη χημική θερμοδυναμική ΔG o -RTlnK, όπου Κ η σταθερά ισορροπίας. α) Αφού ΔG o -RTlnK και ΔG o -nfe o τότε E o (RT/nF)lnK επομένως για 5 o K 3. β) Μετά την ανάμιξη ίσων όγκων διαλυμάτων 1,0 M g + και Fe + οι αρχικές συγκεντρώσεις g + και Fe + είναι 0.5 Μ. Στην ισορροπία Fe 3+ είναι χ και [g + ] [Fe + ]0.5-χ. Όμως Κ [Fe 3+ ]/( [g + ][Fe + ]) δηλ. 3. χ/(0.5-χ) λύνοντας ως προς χ0.3 Μ και άρα [Fe + ]0.5-χ0.7 Μ
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 9 8 η Άσκηση Ένα ηλεκτρόδιο κατασκευάζεται από υγρό υδράργυρο σε επαφή με κορεσμένο διάλυμα χλωριδίου του υδραργύρου(ι), Hg l, που περιέχει l - σε συγκέντρωση 0,10 Μ. Η ΗΕΔ του ηλεκτροχημικού στοιχείου που δημιουργείται από τη σύνδεση αυτού του ηλεκτροδίου (ως κάθοδος) με το πρότυπο ημιστοιχείο του υδρογόνου (ως άνοδος) είναι 0,38 V. Πόσο είναι το γινόμενο διαλυτότητας του χλωριδίου του υδραργύρου(ι) στους 5 o ; Θεωρήστε ότι οι συντελεστές ενεργότητας είναι ίσοι με την μονάδα. Υπόδειξη: α) K sp [Hg + ][l - ] β) Αναγωγή στο δεξιό ηλεκτρόδιο: Hg + + e - Hg, E ο ΔΗ Οξείδωση στο αριστερό ηλεκτρόδιο: ½ H H + + e -, E ο Η Οι δύο ημιαντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε κάθε ημιστοιχείο είναι: Δεξιό ηλεκτρόδιο Αναγωγή στο δεξιό ηλεκτρόδιο: Hg + + e - Hg, E ο ΔΗ (1) Αριστερό ηλεκτρόδιο Οξείδωση στο αριστερό ηλεκτρόδιο: ½ H H + + e -, E ο Η () Συνολική αντίδραση {πρόσθεση κατά μέλη των (1) και ()}: Hg + (aq) + H (g) Hg(l) + H + (aq) (3) E E ο ΔΗ RT ln F α Hg Hg α e (4) E 1/ ο RT H E Η ln (5) F α α H e Συνδυάζοντας τις εξ. (3), (4) και (5) και θέτοντας τις ενεργότητες των καθαρών ουσιών {δηλ. του μετάλλου (g) και του αερίου υδρογόνου αφού P H 1 atm }και του ηλεκτρονίου ίσες με τη μονάδα, ενώ ταυτόχρονα [ Hg ], α Η+ [Η + ]1.0Μ (αφού οι συντελεστές ενεργότητας1) Hg καταλήγουμε στην: ο RT ο E EΔΗ ln[ Hg ] EΗ (6) F RT Δηλ 0.38V 0.85V ln[ Hg ] 0.0 (7) F ο (Το E Η θα μπορούσε να έχει παραληφθεί διότι εξ ορισμού : ηλεκτροδίου τη βρίσκουμε από τον Πίνακα 3.1 0.851 V. Λύνοντας ως προς συγκέντρωση Hg βρίσκουμε ότι [Hg + ]1.3 x10-16 M K sp [Hg + ][l - ] (1.3 x10-16 )(0.10) 1.3x10-18 ο E Η 0). Την τιμή του δεξιού
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 10 9 η Άσκηση Ένα στoιχείo πoυ απoτελείται από ένα ηλεκτρόδιo καλoμέλαvoς (αναφοράς) και ένα ενδεικτικό ηλεκτρόδιo ιόντων μoλύβδoυ, αναπτύσσει δυναμικό -0.4706 V όταν βυθισθεί σε 50 ml αγνώστoυ διαλύματoς. Μετά από πρoσθήκη 5 ml 0.0 Μ διαλύματoς μoλύβδoυ η καινoύργια τιμή τoυ δυναμικoύ είναι -0.4490 V. Υπoλoγίστε την συγκέντρωση τoυ μoλύβδoυ στo άγνωστo διάλυμα. Θεωρήστε oτι.303 RT/F 0.059 V. Υπόδειξη: Η συγκέντρωση του μολύβδου στο στοιχείο δεν είναι πυκνή επομένως ο συντελεστής ενεργότητας μπορεί να θεωρηθεί ίσος με την μονάδα. Το συνολικό δυναμικό του στοιχείου δίνεται από την ακόλουθη σχέση: Ε κελίου E Pb E αναφοράς (1) Η ηλεκτροχημική αντίδραση στο ημιστοιχείο του ενδεικτικού ηλεκτροδίου του μολύβδου είναι: Pb + (aq) + e - Pb(s), Αφού ο συντελεστής ενεργότητας των ιόντων του μολύβδου είναι μονάδα η ενεργότητα του μολύβδου θα είναι ίση με τη συγκέντρωση των ιόντων μολύβδου επομένως η εξίσωση Nernst για αυτό το ημιστοιχείο θα είναι (εξίσωση 4.3 και παράδειγμα 4.) E Pb E o +(.30RT/F) log[pb + ] () ή E Pb E o +0.059/ log[pb + ] (3) Σημείωση: Ο φυσικός λογάριθμός (ln) αντικαθίσταται με τον δεκαδικό λογάριθμο (log) στην περίπτωση που ο όρος πριν το λογάριθμο είναι.303 RT/nF και όχι RT/nF Από το συνδυασμό της (1) και (3) πριν την προσθήκη της γνωστής συγκέντρωσης μολύβδου στο στοιχείο θα ισχύει: E' Pb K+0.059/log[Pb + ] (4) όπου KE o -E αναφοράς Ομοίως μετά την προσθήκη 5 ml 0.0 Μ διαλύματoς μολύβδου το δυναμικό του στοιχείου θα δίνεται από την: E'' Pb 0.059 [Pb K log ] x50ml 5mLx0.0M 55 ml (5) Αφαιρώντας την (4) από την (5) έχουμε: 0.059 [Pb ] (5)-(4)0.016 log 3 0.909[Pb ] 1.818x10 Και τελικά [Pb + ]4.08 x 10-4 Μ
Ακαδημαϊκό έτος 01-13 5 η Γραπτή Εργασία (Ηλεκτροχημεία) 11 10 η Άσκηση Γράψτε την εξίσωση του Nernst για την αντίδραση του αριστερού ηλεκτροδίου (οξείδωση): I - (aq) l (g) + e -. Βάσει αυτής της εξίσωσης, εξηγήστε γιατί η ηλεκτρόλυση πυκνού διαλύματος Nal (άρα πολύ μεγάλη συγκέντρωση χλωριόντων) θα περιμένατε να δώσει στην άνοδο αέριο χλώριο (προϊόν της οξείδωσης των l - ). Υπόδειξη: Θα πρέπει να εξετάσετε πως αλλάζει (αυξάνει, μειώνεται, μένει ίδιο) το E cell με την αύξηση της παρουσίας των χλωριόντων. Η αντίδραση του δεξιού ηλεκτροδίου δεν σας είναι απαραίτητη (όπως δεν είναι απαραίτητες και οι σχετικές πράξεις) επομένως στην εξίσωση του E cell το δυναμικό του Ε ΔΗ θα παραμείνει ως έχει. E cell Ε ΔΗ -Ε ΑΗ Η εξίσωση Nernst για την αντίδραση I - (aq) l (g) + e - (οξείδωση, αριστερό ηλεκτρόδιο) είναι: Ε ΑΗ Ε o ΑΗ-(0.059/)log([l - ] /[l ]) Επομένως E cell Ε ΔΗ - Ε o ΑΗ+(0.059/)log([l - ] /[l ]) E cell Ε ΔΗ - Ε o ΑΗ+0.059log([l - ]/1 atm) E cell Ε ΔΗ - Ε o ΑΗ+0.059log[l - ] Επομένως αύξηση της συγκέντρωσης των χλωριόντων συνεπάγεται αύξηση του E cell (ΔG περισσότερο αρνητικό) και άρα για μεγάλες συγκεντρώσεις των χλωριόντων είναι πιο εύκολη η οξείδωση των l - από ότι του νερού.