Elektroda kadmowa ma niższy potencjał elektrochemiczny niż elektroda ołowiowa, stąd też stanowić ona będzie anodę w ogniwie.

Schemat ogniwa: $\mathrm{Cd}|\mathrm{Cd}{}^{2+}||\mathrm{Pb}{}^{2+}|\mathrm{Pb}$

Równanie reakcji biegnącej na katodzie:  $\mathrm{Pb}{}^{2+}+2\mathrm{e}{}^{-}\to \mathrm{Pb}$

Równanie reakcji biegnącej na anodzie:  $\mathrm{Cd}\to \mathrm{Cd}{}^{2+}+2\mathrm{e}{}^{-}$    

 

Obliczenia:

$\mathrm{SEM}=0,299\mathrm{V}$

$E_{{}^{}\mathrm{Cd}{}^{2+}|\mathrm{Cd}}^o=-0,403\mathrm{V}$
$E_{\mathrm{Pb}{}^{2+}|\mathrm{Pb}}^o=-0,126\mathrm{V}$

 

Potencjał półogniwa ołowiowego obliczamy, korzystając z równania Nernsta:

$E=E^o+\frac{0,059}{z}\cdot \log \left[\text{utl}\right]$

gdzie:

E^o - potencjał standardowy półogniwa
z - liczba elektronów biorących udział w reakcji elektrodowej
[utl] - stężenie formy utlenionej (w przypadku półogniw metalicznych jest to stężenie roztworu soli metalu).

$E=E_{Pb}+\frac{0,059}{2}\cdot \log \left(0,01\right)=-0,13\text{V}-0,059=-0,189\text{V}$  

 

Następnie obliczamy potencjał półogniwa kadmowego:

$SEM=E_{\text{katody}}-E_{\text{anody}}$    

$E_{\text{anody}}=E_{\text{katody}}-SEM$  

$E_{\text{anody}}=-0,189\text{V}-0,299\text{V}=-0,488\text{V}$  

 

Zapisujemy równanie Nernsta dla półogniwa kadmowego:

$E_{Cd}=E_{Cd}+\frac{0,059}{2}\cdot \log C$  

A więc:

$-0,488=-0,40+\frac{0,059}{2}\cdot \log C$  

$-0,088=0,0295\log C$  

$\log C=-3$  

$C=0,001\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$  

 

Odpowiedź: Stężenie jonów Cd²⁺ wynosi 0,001 mol/dm³.