DWMED

W temperaturze 298 K potencjał redukcji niektórych półogniw zależy nie tylko od stężenia molowego formy utlenionej oraz zredukowanej, lecz również od pH roztworu. Jeśli każde z wymienionych indywiduów chemicznych ma stężenie 1 mol∙dm^–3, wówczas potencjał półogniwa równy jest jego potencjałowi standardowemu. Wykres poniżej przedstawia wyznaczone względem standardowego półogniwa wodorowego charakterystyki zmian potencjału redukcji pewnego półogniwa X w zależności od stężeń molowych – formy utlenionej oraz jonów H⁺ obecnych w jego fazie wodnej. W warunkach prowadzonych pomiarów pozostałe indywidua chemiczne obecne w roztworze praktycznie nie wpływały na wartość potencjału redukcji tego półogniwa.

Na osi odciętych zamiast wartości stężenia molowego (C) umieszczono wartości –logC. Na przykład dla wyrażenia –logC = 3 stężenie molowe C wynosi 10^–3 mol∙dm^–3. W celu sporządzenia opisanych charakterystyk przeprowadzono dwie serie pomiarów. W jednej z nich zmieniano stężenie molowe formy utlenionej – przy stałym stężeniu jonów H⁺, równym 1 mol∙dm^–3. W drugiej serii zmieniano pH roztworu przy stałym stężeniu molowym formy utlenionej (1 mol∙dm^–3).

Zbudowano ogniwo chemiczne z wykorzystaniem półogniwa X (stan standardowy) oraz półogniwa metalicznego, w którym blaszka miedziana zanurzona była w 0,1-molowym roztworze siarczanu(VI) miedzi(II). Po zamknięciu obwodu elektrycznego, z tak zbudowanego układu czerpano energię elektryczną. Po zakończeniu doświadczenia stwierdzono, że pH roztworu znajdującego się w półogniwie X było większe o 0,2.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej przebiegającej podczas czerpania energii elektrycznej w trakcie pracy ogniwa, a następnie oblicz stężenie molowe jonów Cu²⁺ po zakończeniu doświadczenia. Przyjmij, że objętość równa 1 dm³ każdego z roztworów nie zmieniała się podczas przebiegu doświadczenia. Następnie wskaż numer fotografii przedstawiającej próbkę roztworu pobranego z tego półogniwa, które stanowiło katodę.