سوال ۹ — سؤال ۹ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۵، نوبت صبح

الف) به سمت B

ب) افزایش می‌یابد؛ زیرا اتم‌های A با از دست دادن الکترون به یون‌های $\mathrm{A^{2+}}$ تبدیل می‌شوند. (یا: در این نیم‌سلول واکنش اکسایش رخ می‌دهد.)

پ)

$$1.2 = (+0.8) - E^\circ(\mathrm{A^{2+}/A}) \Rightarrow E^\circ(\mathrm{A^{2+}/A}) = -0.4\ \mathrm{V}$$

ت) نیم‌واکنش (۲)

الف) به سمت B. در تصویر بزرگ‌شدهٔ دیوارهٔ متخلخل، آنیون‌ها به سمت نیم‌سلول A حرکت می‌کنند. در سلول گالوانی، آنیون‌ها به سمت آند می‌روند؛ چون در آند فلز اکسید می‌شود و کاتیون‌های تازه وارد محلول می‌شوند و آنیون‌ها بار مثبت اضافی را خنثی می‌کنند. پس A آند (قطب منفی) و B کاتد (قطب مثبت) است. در مدار بیرونی، الکترون‌ها از آند به کاتد، یعنی به سمت B، می‌روند.

ب) افزایش می‌یابد. در آند (A) اکسایش رخ می‌دهد:

$$\mathrm{A(s) \rightarrow A^{2+}(aq) + 2e^-}$$

اتم‌های تیغهٔ A الکترون از دست می‌دهند و به صورت یون $\mathrm{A^{2+}}$ وارد محلول می‌شوند؛ پس غلظت $\mathrm{A^{2+}}$ بیشتر می‌شود.

پ) ولت‌سنج $1.2$ ولت را نشان می‌دهد. نیروی الکتروموتوری سلول برابر است با پتانسیل کاتد منهای پتانسیل آند:

$$\mathrm{emf} = E^\circ(\text{کاتد}) - E^\circ(\text{آند}) \Rightarrow 1.2 = (+0.8) - E^\circ(\mathrm{A^{2+}/A})$$ $$E^\circ(\mathrm{A^{2+}/A}) = 0.8 - 1.2 = -0.4\ \mathrm{V}$$

ت) نیم‌واکنش (۲). قطب مثبت سلول گالوانی کاتد است و در آن کاهش رخ می‌دهد. کاتد این سلول B است؛ پس در آن یون‌های $\mathrm{B^+}$ با گرفتن الکترون کاهش می‌یابند:

$$\mathrm{B^+(aq) + e^- \rightarrow B(s)}$$