Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Какой концентрации надо было взять ионы железа (+2) (моль/л), чтобы ЭДС элемента стала равной нулю, если [Zn²⁺] = 0,001 моль/л?

Анодный процесс — окисление цинка: \(\mathrm{Zn - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}}\).

Катодный процесс — восстановление ионов железа: \(\mathrm{Fe^{2+} + 2e^- \rightarrow Fe}\).

Суммарная реакция: \(\mathrm{Zn + Fe^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Fe}\). Для элемента \(\mathrm{Zn|Zn^{2+}||Fe^{2+}|Fe}\) уравнение Нернста при 25 °C:

\(E=E^\circ-\frac{0.059}{2}\lg\frac{[\mathrm{Zn^{2+}}]}{[\mathrm{Fe^{2+}}]}\).

При \(E=0\) и с учётом округлённых стандартных потенциалов получаем \(\frac{[\mathrm{Zn^{2+}}]}{[\mathrm{Fe^{2+}}]}\approx1.37\cdot10^{11}\). Поэтому \([\mathrm{Fe^{2+}}]=\frac{0.001}{1.37\cdot10^{11}}\approx7.3\cdot10^{-15}\) моль/л.

Ответ: \([\mathrm{Fe^{2+}}]\approx7.3\cdot10^{-15}\) моль/л.