7.2.7 Stanovení středního aktivitního koeficientu z elektromotorického napětí článku
Článek, sestavený z chlorové elektrody (sycené pod tlakem p = 101,3 kPa, standardní stav: ideální plyn při teplotě systému a tlaku 101,3 kPa) a elektrody cínové, obsahuje jako elektrolyt chlorid cínatý o molalitě 0,02 mol kg−1. Elektromotorické napětí tohoto článku je při teplotě 25 °C rovno 1,65 V. Předpokládejte ideální chování plynného chloru. Vypočítejte střední aktivitní koeficient chloridu cínatého při uvedené koncentraci.
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
Výsledek
= 0,6425
Řešení
Nejprve vyhledáme v tabulkách standardní redukční potenciály obou elektrod:
Pokud má článek správnou polaritu, je jeho standardní elektromotorické napětí kladné. Proto bude cínová elektroda záporná (podle uzance levá strana ve schematickém zápisu článku vlevo) a chlorová elektroda kladná (pravá strana):
a pro standardní elektromotorické napětí článku platí vztah (7.15)
Na levé (záporné) elektrodě probíhá děj
a pro potenciál elektrody platí vztah (7.18)
Aktivita tuhého cínu je jednotková (standardní stav). Na pravé (kladné) elektrodě probíhá děj
a odpovídající Nernstova rovnice (7.19) má tvar
Aktivita plynného chloru je jednotková, protože jeho parciální tlak je roven tlaku standardnímu a je možno předpokládat ideální chování. Pro elektromotorické napětí článku pak platí
Chlorid cínatý disociuje podle rovnice
a pro střední aktivitní koeficient proto platí
Po dosazení a úpravě vypočítáme hodnotu středního aktivitního koeficientu (standardní molalita m° je, obdobně jako standardní molární koncentrace c° číselně rovna jedné):
Poznámka: Ve zředěných roztocích jsou číselné hodnoty molární koncentrace c a molality m prakticky stejné. Proto i hodnota středního aktivitního koeficientu, vypočítaná z molalit, je prakticky totožná s hodnotou, kterou bychom získali při použití molárních koncentrací.