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

آ)

$$0.59 = 0.34 - E^\circ(\mathrm{Ni^{2+}/Ni}) \Rightarrow E^\circ(\mathrm{Ni^{2+}/Ni}) = -0.25\ \mathrm{V}$$

ب) به سمت مس

پ) نیکل (Ni)؛ زیرا اکسید شده و به صورت کاتیون وارد محلول می‌شود.

آ) در این واکنش نیکل الکترون از دست می‌دهد (اکسایش، آند) و یون مس الکترون می‌گیرد (کاهش، کاتد). نیروی الکتروموتوری سلول برابر است با پتانسیل کاهشی کاتد منهای پتانسیل کاهشی آند:

$$\mathrm{emf} = E^\circ(\text{کاتد}) - E^\circ(\text{آند}) \Rightarrow 0.59 = 0.34 - E^\circ(\mathrm{Ni^{2+}/Ni})$$ $$E^\circ(\mathrm{Ni^{2+}/Ni}) = 0.34 - 0.59 = -0.25\ \mathrm{V}$$

ب) در مدار بیرونی، الکترون‌ها از آند به کاتد می‌روند. آند نیکل و کاتد مس است؛ پس جهت حرکت الکترون‌ها به سمت مس است.

پ) در آند، اتم‌های نیکلِ تیغه اکسید می‌شوند و به صورت یون وارد محلول می‌شوند:

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

پس از جرم تیغهٔ نیکل کم می‌شود. (در کاتد، یون‌های $\mathrm{Cu^{2+}}$ کاهش می‌یابند و مس روی تیغهٔ مس می‌نشیند؛ پس جرم تیغهٔ مس زیاد می‌شود.)