網路城邦
上一篇 回創作列表 下一篇   字體:
能斯特方程式 The Nernst Equation(二)
2012/01/04 00:38:20瀏覽9207|回應0|推薦0

能斯特方程式計算出來的電位差是最大電位差,這是電子尚未流動前的狀態,當電池開始釋放電子,電流從陽極流向陰極,各物質的濃度也跟著改變,因此電池的電位差Ecell也改變了。

 

化學原理啟迪275

能斯特方程式 The Nernst Equation(二)

 

1.          能斯特方程式計算出來的電位差是最大電位差,這是電子尚未流動前的狀態,當電池開始釋放電子,電流從陽極流向陰極,各物質的濃度也跟著改變,因此電池的電位差Ecell也改變了。

2.          事實上,電池會自發性地釋放電子直到達到平衡點,使最後的反應商數Q等於平衡常數K

反應商數Q=平衡常數K,並且電位差Ecell0

沒電的電池就是電池內的反應已達到平衡,沒有任何化學驅動力能把電子推向電線。

3.          換句話說,在平衡點,電池兩端裝置的自由能都一樣,也就是電池平衡濃度下,ΔG0,電池無法作功。

4.          【例題】描述以下2個半反應組成的電池

VO22He→VO2H2O  1.00V   ……(1

      Zn22e→Zn         =-0.76V ……(2

這個反應的條件與濃度

T25

[VO2]2.0M  [VO2]1.0×102M

[H]0.50M  [Zn2]1.0×101M

5.          【解題】要進行平衡的電池反應,必須把反應(2)逆轉,並且把反應(1×2 

反應(1×2

2VO24H2e→2VO22H2O  1.00V

反應(2)逆轉

             Zn→ Zn22e      0.76V

電池反應:

2VO24HZn→2VO22H2OZn2  1.76 V

6.          因為電池組成物質的濃度不是1M,我們必須用能斯特方程式計算電池的電位差。這個電池每完成一次平衡反應,就會轉移2個電子,因此n2

7.          這個反應在25下進行,我們可用以下這個形式的能斯特方程式計算:

 E-(0.0591/nlog(Q)

8.          因此

E1.760.0591/2log([Zn2][ VO2] 2/[ VO2]2 [H]4)

1.76-(0.0591/2log(1.0×101)( 1.0×102) 2 /( 2.0) 2 ( 0.50) 4

1.76-(0.0591/2log4×105

1.760.13

1.87V

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl Chemical Principles 

( 知識學習科學百科 )
回應 推薦文章 列印 加入我的文摘
上一篇 回創作列表 下一篇

引用
引用網址:https://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=Gabriel33&aid=5999984