Az első lépés a sejtpotenciál meghatározása standard állapotában – a 1 mol / l és 1 atm nyomás 25 ° C-on.
Az eljárás a következő:
-
Írja meg a sejt oxidációs és redukciós félreakcióit.
-
Keresse meg a redukciós potenciált (# E⁰_ “red” #) a redukció félreakciójához a redukciós potenciálok táblázatában.
-
Keresse meg az oxidáció fordítottjának redukciós potenciálját félreakció és fordítsa meg a jelet az oxidációs potenciál megszerzéséhez. Az oxidációs félreakcióhoz # E⁰_text (ox) = “-” E⁰_text (piros) #.
-
Adja hozzá a két félsejtpotenciált, hogy megkapja az általános standard sejtpotenciált .
# E⁰_text (cella) = E⁰_text (piros) + E⁰_text (ökör) #
Normál állapotban
Ezekkel a lépésekkel keressük meg az elektrokémiai cella standard cellapotenciálját a következő cellareakcióval.
# “Zn (s)” + “Cu” ^ “2 +” “(aq)” → “Zn” ^ “2 +” “(aq)” + ” Cu (k) “#
1. Írja meg az egyes folyamatok félreakcióit.
# “Zn (s)” → “Zn” ^ “2 +” “(aq)” + “2e” ^ “-” #
# “Cu” ^ “2 +” “(aq)” + “2e” ^ “-” → “Cu (s)” #
2. Keresse meg a redukciós félreakció standard potenciálját.
# “Cu” ^ “2 +” “(aq)” + “2e” ^ “-” → “Cu (s)”; E⁰_ “red” = +0,339 V #
3. Keresse meg az oxidációs reakció fordított normál redukciós potenciálját, és változtassa meg a jelet.
# “Zn” ^ “2 +” “(aq)” + “2e” ^ “-” → “Zn s) “; E⁰_text (piros) = “-0,762 V” #
# “Zn (s)” → “Zn” ^ “2 +” “(aq)” + “2e” ^ “-“; E⁰_ “ox” = “+ 0,762 V” #
4. Adja hozzá a sejtpotenciálokat az általános standard cellapotenciál megszerzéséhez.
# “Cu” ^ “2 +” “(aq)” + “2e” ^ “-” → “Cu (s)”; szín (fehér) (mmmmmmm) E⁰_ “red” = “+0,339 V” #
# “Zn (s)” → “Zn” ^ “2 +” “(aq)” + “2e” ^ “-“; szín (fehér) (mmmmmmml) E⁰_ “ox” = szín (fehér) (l) “+0,762 V” #
# “Cu” ^ “2 +” “(aq) “+” Zn (s) “→” Cu (s) “+” Zn “^” 2 + “” (aq) “; E⁰_ “cell” = “+1,101 V” #
Nem szabványos állapotfeltételek
Ha a körülmények nem szabványosak (koncentrációjuk nem 1 mol / l, nyomás nem 1 atm, a hőmérséklet nem 25 ° C), akkor néhány további lépést meg kell tennünk.
1. Határozza meg a standard sejtpotenciált.
2. Határozza meg a megváltozott körülményekből adódó új sejtpotenciált.
A Nernst-egyenlet
#color (kék) (bar (ul (| color (white) (a / a) E_ “cell” = E⁰_ “cell” – (RT) / (nF) lnQcolor (white) (a / a) | ))) “” #
ahol
Megjegyzés: A # R # egységei # “J · K” ^ “- 1” “mol” ^ “- 1” # vagy # “V · C · K” ^ “- 1” “mol” ^ “- 1” #.
A vakondok a “reakció moljára” utalnak.
Mivel mindig 1 mol reakcióval rendelkezünk, a # R # mértékegységeit felírhatjuk # “J · K” ^ “- 1” # vagy # “V · C · K” ^ “- 1” # értékre, és figyelmen kívül hagyhatjuk a “#” mol értékét. “^” – 1 “# egységrész.
Példa
Számítsa ki a sejt potenciálját a következő reakcióra, amikor az oxigéngáz nyomása 2,50 atm, a hidrogénion koncentrációja 0,10 mol / l, és a bromidion koncentrációja 0,25 mol / l.
# ” O “_2” (g) “+” 4H “^” + “” (aq) “+” 4B r “^” – “” (aq) “→” 2H “_2” O (l) “+” 2Br “_2 (l) #
1. Írja meg az egyes folyamatok félreakcióit.
# “O” _2 “(g)” + “4H” ^ “+” “(aq)” + “4e” ^ “-” → “2H “_2” O (l) “#
#color (fehér) (mmmmmmml)” 2Br “^” – “” (aq) “→” Br “_2” (l) “+” 2e “^” – ” #
2. Keresse meg a redukciós félreakció standard potenciálját
# “O” _2 “(g)” + “4H” ^ “+” “(aq)” + “4e” ^ “-” → 2H_2 “O” “(l)”; E⁰_ “red” = “+1,229 V” #
3. Keresse meg az oxidációs reakció fordított normál redukciós potenciálját, és változtassa meg a jelet.
# “2Br” ^ “-” “(aq)” → “Br” _2 “(l)” + ” 2e “^” – “; E⁰_text (ox) = “-1,077 V” #
4. Összeadva a sejtpotenciálokat az általános standard cellapotenciál megszerzéséhez.
#color (fehér) (mmll) “O” _2 “(g)” + “4H” ^ “+” “(aq)” + “4e” ^ “-” → “2H” _2 “O (l)”; szín (fehér) (mmmmm) E⁰_text (piros) = “+1,229 V” #
#color (fehér) (mmmmmmml) 2 ×; szín (fehér) (mmm) E⁰_text (ox) = “-1,077 V” #
# “O” _2 “(g)” + “4Br” ^ “-” “(aq)” + ” 4H “^” + “” (aq) “→” 2Br “_2” (l) “+” 2H “_2” O (l) “; E⁰_text (cell) = “+0,152 V” #
5. Határozza meg az új sejtpotenciált a nem szabványos körülmények között.