Химия 1. Определите изобарный тепловой эффект ∆Н0 298 химической реакции Сделайте вывод о выделении или поглощении теплоты в процессе реакции: 4NH3(г) + 3О2(г) ↔ 6Н2О(г) + 2N2(г) 2. Какие реакции протекают на электродах при работе гальванического элемента, составленного из железного и медного электродов, погруженных в растворы своих солей с концентрацией 0, 1 моль/л. Рассчитайте ЭДС элемента. Приведите схему устройства и действия гальванического элемента. 3. Составьте схему электролиза раствора нитрата меди (II) с графитовым анодом, напишите электронные уравнения для процессов, протекающих на катоде и аноде, и суммарное уравнение электролиза этой соли. 4. Составьте уравнения процессов на аноде и катоде, суммарное уравнение и схему коррозии никель-свинцового сплава в воздушнонейтральной и кислой средах

1. Изобарный тепловой эффект (∆H0) - это изменение энергии в процессе химической реакции при постоянном давлении (изобарических условиях), которое измеряется в кДж/моль.

Для определения изобарного теплового эффекта нужно знать начальные состояния реагентов и конечные состояния продуктов реакции. Для данной реакции 4NH3(г) + 3О2(г) ↔ 6Н2О(г) + 2N2(г), нужно сравнить суммарные энергии связей в реагентах и продуктах, вычитая энергии связей в реагентах из энергии связей в продуктах.

В данном случае, если суммарная энергия связей в реагентах больше, чем в продуктах, значит в процессе реакции выделяется теплота (эндотермическая реакция). Если суммарная энергия связей в реагентах меньше, чем в продуктах, значит в процессе реакции поглощается теплота (экзотермическая реакция).

2. Гальванический элемент состоит из двух полунаправленных полуэлементов, где на одном электроде происходит окисление (анод), а на другом - восстановление (катод). В данном случае, на железном электроде происходит окисление Fe(s) -> Fe2+(aq) + 2е-, а на медном электроде происходит восстановление Cu2+(aq) + 2е- -> Cu(s).

Для расчета ЭДС гальванического элемента необходимо использовать таблицу стандартных потенциалов электродных полуэлементов. ЭДС элемента рассчитывается вычитанием потенциала окисления (для анода) из потенциала восстановления (для катода). В данном случае, потенциал окисления для Fe2+(aq)/Fe(s) равен -0,44 В, а потенциал восстановления для Cu2+(aq)/Cu(s) равен +0,34 В. Поэтому ЭДС элемента будет равна (+0,34 В) - (-0,44 В) = 0,78 В.

Схема устройства гальванического элемента представляет собой два раствора солей (0,1 моль/л) - раствор железного и раствор медного, в которые погружены соответствующие электроды. К железному электроду подключается анод, а к медному электроду - катод. При соединении анода и катода проводником, электроны начинают перемещаться через проводник от анода к катоду, вызывая окисление железа и восстановление меди.

3. Схема электролиза раствора нитрата меди (II) с графитовым анодом будет выглядеть следующим образом:

Анод: 2O2-(aq) -> O2(g) + 4e-
Катод: Cu2+(aq) + 2e- -> Cu(s)

Суммарное уравнение электролиза нитрата меди (II) будет выглядеть следующим образом:
2Cu(NO3)2(aq) -> 2Cu(s) + 4NO2(g) + O2(g)

4. Уравнение процесса на аноде при коррозии никель-свинцового сплава в воздушно-нейтральной среде: 2Ni(s) -> 2Ni2+(aq) + 4e-.
Уравнение процесса на катоде при коррозии никель-свинцового сплава в воздушно-нейтральной среде: O2(g) + 4H+(aq) + 4e- -> 2H2O(l).

Суммарное уравнение коррозии никель-свинцового сплава в воздушно-нейтральной среде: 2Ni(s) + O2(g) + 4H+(aq) -> 2Ni2+(aq) + 2H2O(l).

В кислой среде, уравнение процесса на аноде изменится на: 2Ni(s) + 4H2O(l) -> 2Ni2+(aq) + 8H+(aq) + 4e-.
Уравнение процесса на катоде при коррозии никель-свинцового сплава в кислой среде останется тем же.

Суммарное уравнение коррозии никель-свинцового сплава в кислой среде: 2Ni(s) + 4H2O(l) -> 2Ni2+(aq) + 8H+(aq) + 4e- + O2(g) -> 2H2O(l).

Схема устройства коррозии никель-свинцового сплава в воздушно-нейтральной и кислой среде будет аналогична - сплав является анодом, а вода или раствор кислоты (в зависимости от среды) является катодом.