Kiến thức Phổ thông

Tính toán điện hóa sử dụng phương trình Nernst

Phương trình Nernst là gì?

Phương trình Nernst được sử dụng để tính điện áp của một tế bào điện hóa hoặc để tìm nồng độ của một trong các thành phần của tế bào. Phương trình Nernst liên quan đến thế năng tế bào cân bằng (còn gọi là thế năng Nernst) với gradient nồng độ của nó qua một màng. Một điện thế sẽ hình thành nếu có một gradient nồng độ cho ion trên màng và nếu các kênh ion chọn lọc tồn tại để ion có thể đi qua màng. Mối quan hệ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và liệu màng có thấm hơn một ion so với các ion khác hay không.

Phương trình có thể được viết: E cell = E 0 tế bào – (RT / nF) lnQ

Tế bào E = điện thế tế bào trong điều kiện không đạt tiêu chuẩn (V) Tế bào

E 0 = điện thế tế bào trong điều kiện tiêu chuẩn R = hằng số khí, là 8,31 (volt-coulomb) / (mol-K) T = nhiệt độ (K) n = số mol của các electron được trao đổi trong phản ứng điện hóa (mol) F = hằng số Faraday, 96500 coulomb / mol Q = thương số phản ứng, là biểu thức cân bằng với nồng độ ban đầu thay vì nồng độ cân bằng

Biến thể khác: E cell = E 0 cell – (2,303 * RT / nF) logQ

tại 298K, E cell = E 0 tế bào – (0,0591 V / n) log Q

Ví dụ phương trình Nernst

Một điện cực kẽm được ngập trong dung dịch Zn 2+ có tính axit 0,80 M được nối bằng cầu muối với dung dịch Ag + 1,30 M có chứa điện cực bạc. Xác định điện áp ban đầu của tế bào ở mức 298K.

Trừ khi bạn đã thực hiện một số ghi nhớ nghiêm túc, bạn sẽ cần tham khảo bảng tiềm năng giảm tiêu chuẩn, sẽ cung cấp cho bạn thông tin sau:

E 0 đỏ : Zn 2+ aq + 2e – → Zn s = -0,76 V

E 0 màu đỏ : Ag + aq + e – → Ag s = +0,80 V

E cell = E 0 tế bào – (0,0591 V / n) log Q

Q = [Zn 2+ ] / [Ag + ] 2

Phản ứng tiến hành tự phát nên E 0 dương. Cách duy nhất để điều đó xảy ra là nếu Zn bị oxy hóa (+0,76 V) và bạc bị giảm (+0,80 V). Khi bạn nhận ra điều đó, bạn có thể viết phương trình hóa học cân bằng cho phản ứng của tế bào và có thể tính E 0 :

Zn s → Zn 2+ aq + 2e – và E 0 ox = +0,76 V

2Ag + aq + 2e – → 2Ag s và E 0 đỏ = +0,80 V

được thêm vào với nhau để mang lại:

Zn s + 2Ag + aq → Zn 2+ a + 2Ag s với E 0 = 1.56 V

Bây giờ, áp dụng phương trình Nernst:

Q = (0,80) / (1,30) 2

Q = (0,80) / (1,69)

Q = 0,47

Nhật ký E = 1,56 V – (0,0591 / 2) (0,47)

E = 1,57 V

Periplanar là gì? - Định nghĩa Periplanar Periplanar đề cập đến hai nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong một hình dạng nằm trong cùng một mặt phẳng đối với liên kết đơn tham chiếu. Hình ảnh cho thấy hai sự phù hợp của butan (C 4 H 10 ). Các methyl nhóm (-CH 3 ) đều được xếp… Đọc thêm
4 tiền tố hydrocacbon thơm bạn cần biết - Các tiền tố ipso-, meso- và peri- mô tả sự thay thế vòng trong hóa học hữu cơ. Chúng là một phần của danh pháp IUPAC được sử dụng để xác định vị trí của bất kỳ nhóm thế phi hydro nào trong hydrocacbon thơm. Ipso Các ipso- tiền tố được sử dụng khi hai… Đọc thêm
Định luật Boyle: Thể tích của một khối khí tỉ lệ nghịch với áp suất của nó - Định luật Boyle là một trường hợp đặc biệt của luật khí lý tưởng . Định luật này chỉ áp dụng cho các khí lý tưởng được giữ ở nhiệt độ không đổi , chỉ cho phép thay đổi thể tích và áp suất . Công thức Định luật Boyle Định luật Boyle được biểu… Đọc thêm
Show More
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker