Қызықты

Нернст теңдеуінің мысалы

Нернст теңдеуінің мысалы

Стандартты клеткалық потенциал стандартты жағдайларда есептеледі. Температура мен қысым стандартты температурада және қысыммен, ал концентрациялары барлығы 1 М сулы ерітінділерден тұрады. Стандартты емес жағдайларда Нернст теңдеуі жасуша потенциалын есептеу үшін қолданылады. Ол реакцияға қатысушылардың температурасы мен концентрациясын есепке алу үшін стандартты жасуша потенциалын өзгертеді. Бұл мысал есеп ұяшықтың потенциалын есептеу үшін Нернст теңдеуін қолдану әдісін көрсетеді.

Мәселе

Төменде келтірілген жартылай реакциялардың 25 ° C-қа негізделген гальваникалық жасушаның жасушалық потенциалын табыңыз
Cd2+ + 2 д- → CD E0 = -0.403 В
Pb2+ + 2 д- → Pb E0 = -0.126 V
мұндағы Cd2+ = 0,020 М және Pb2+ = 0.200 М.

Шешімі

Бірінші қадам - ​​жасушаның реакциясын және жасушаның жалпы потенциалын анықтау.
Жасушаның гальваникалық болуы үшін Е.0ұяшық > 0.
(Ескерту: Гальваникалық жасуша мысалының мәселесін гальваникалық жасушаның жасушалық потенциалын табу әдісін қараңыз.)
Бұл реакция гальваникалық болуы үшін кадмий реакциясы тотығу реакциясы болуы керек. Cd → Cd2+ + 2 д- E0 = +0.403 В
Pb2+ + 2 д- → Pb E0 = -0.126 V
Жалпы жасушалық реакция:
Pb2+(aq) + Cd (s) → Cd2+(aq) + Pb (s)
және Е0ұяшық = 0,403 В + -0.126 В = 0.277 В
Нернстің теңдеуі:
Eұяшық = Е0ұяшық - (RT / nF) x lnQ
қайда
Eұяшық жасушаның потенциалы
E0ұяшық стандартты жасушалық потенциалға жатады
R - газ тұрақтысы (8,3145 Дж / моль · К)
T - абсолютті температура
n - жасушаның реакциясы арқылы берілетін электрондардың моль саны
F - Фарадейдің тұрақты мәні 96485,337 C / моль)
Q - реакцияның квитанциясы, мұндағы
Q = Cб· Dд / Әа· Әә
мұндағы A, B, C және D химиялық түрлер; және a, b, c және d теңдестірілген теңдеудегі коэффициенттер:
a A + b B → c C + d D
Бұл мысалда температура 25 ° C немесе 300 К құрайды және реакцияға 2 моль электрон жіберілді.
RT / nF = (8,3145 Дж / моль · К) (300 К) / (2) (96485,337 С / моль)
RT / nF = 0.013 Дж / С = 0.013 В
Қалған жалғыз нәрсе - реакцияның квитанциясын табу, Q.
Q = өнімдер / реактивтер
(Ескерту: Реакцияның белгілі бір мөлшерін есептеу үшін таза сұйық және таза қатты реактивтер немесе өнімдер есепке алынбайды.)
Q = Cd2+/ Pb2+
Q = 0.020 M / 0.200 M
Q = 0.100
Нернст теңдеуіне біріктіріңіз:
Eұяшық = Е0ұяшық - (RT / nF) x lnQ
Eұяшық = 0.277 V - 0.013 V x ln (0.100)
Eұяшық = 0.277 В - 0,013 В х -2.303
Eұяшық = 0,277 В + 0,023 В
Eұяшық = 0,300 В

Жауап беріңіз

25 ° C және Cd екі реакция үшін жасушаның потенциалы2+ = 0,020 М және Pb2+ = 0.200 М - 0,300 вольт.