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電極電位(原理,方法,原電池,電極反應(yīng),電池反應(yīng)) | |
作者:佚名 文章來源:醫(yī)學(xué)全在線 點(diǎn)擊數(shù) 更新時(shí)間:2007/8/31 11:33:21 文章錄入:凌林 責(zé)任編輯:凌云 | |
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。ǘ)有關(guān)能斯特方程式的計(jì)算 1.計(jì)算電極電位 利用能斯特方程式,可以計(jì)算不同條件下的電極電位值。 例4 計(jì)算298K,鋅離子濃度為0.01mol.L-1時(shí),Zn2+│Zn電極的電極電位。 解:電極反應(yīng) 已知n=2,[Zn2+]=0.01mol.L-1, (Zn2+/Zn)=-0.7628V,則, =-0.7628-0.05916 =-0.822(V) 在此例中,由于[Zn2+]<1mol.L-1,所以 。若金屬離子濃度愈小,則金屬的電極電位愈低表明還原劑失電子的傾向增強(qiáng)了。 例5 計(jì)算298K時(shí),Pt│Fe3+(mol.L-1),Fe2+(0.001mol.L-1)電極的電極電位。 解: 電極反應(yīng): 已知n=1,[Fe3+]=1mol.L-1,[Fe2+]=0.0001mol.L-1,(Fe3+/Fe2+)=0.77V,則 從本例中可以看出,氧化型離子濃度愈大,或還原型離子愈小,電極電位愈高,表明氧化型得電子的傾向愈大。也就是說電極電位隨著氧化型物質(zhì)濃度增大而升高,隨著還原型物質(zhì)濃度增大而降低。 例6 求電極反應(yīng) 在pH=5溶液中的電極電位(其他條件同標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))。 解:已知n=5,[MnO4+-]=[Mn2+]=1mol.L-1,[H+]=10-5mol.L-1,(MnO4-/Mn2+)=+1.491V,則 計(jì)算結(jié)果表明,[H+]降低,對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)(MnO4-)的氧化能力降低。 2.判斷原電池的正、負(fù)極,計(jì)算電動(dòng)勢(shì) 通常組成原電池的各有關(guān)物質(zhì)并不是處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。計(jì)算原電池的電動(dòng)勢(shì),首先根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電位表,利用能斯特方程計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下各電極的電極電位。然后根據(jù)電極電位的高低判斷正、負(fù)極,把電極電位高的電極作正極,電極電位低的電極作負(fù)極。正極的電極電位減去負(fù)極的電極電位即得原電池的電動(dòng)勢(shì)。 例7 計(jì)算298K時(shí),電池Cu│Cu2+(0.1mol.L-1)‖F(xiàn)e2+(0.1mol.L-1);Pt的電動(dòng)勢(shì),并說明它是否按慣例書寫正負(fù)極,列出電池反應(yīng)式。 解:從表6-1中查出電極反應(yīng)式及標(biāo)準(zhǔn)電極電位:
根據(jù)能斯特方程式,分別計(jì)算它們?cè)诜菢?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電位。 計(jì)算結(jié)果表明,電池右側(cè)是正極,左側(cè)是負(fù)極。該原電池是按慣例書寫的。原電池的電動(dòng)勢(shì)為: E= 右-左=0.83-0.31=0.52(V) 電極反應(yīng) 負(fù)極 Cu→Cu2++2e-(氧化反應(yīng)) 正極 Fe3++e- →Fe2+(還原反應(yīng)) 電池反應(yīng) Cu+2Fe3+→Cu2++2Fe2+ 例8 計(jì)算298K時(shí),電池Pt│I2,I-(0.1mol.L-1)‖MnO4-(0.1mol.L-1),Mn2+(0.1mol.L-1),H+(0.01mol.L-1)│Pt的電動(dòng)勢(shì)并寫出電池反應(yīng)式。 解:由表6-1中查出電極反應(yīng)式及標(biāo)準(zhǔn)電極電位: 根據(jù)能斯特方程式,分別計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電位。 計(jì)算表明,電池右側(cè)電極的電極電位高為正極,左側(cè)電極電位低為負(fù)極。所以, E= 右-左=1.195-0.594 =0.601(V) 電極反應(yīng) 2I-→I2+2e- (氧化反應(yīng)) 正極MnO-4+8H+ +5e-→Mn2++4H2o (還原反應(yīng)) 電池反應(yīng) 2MnO-4+10I-+16H+ →2Mn2++5I2+8H2O |
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