乔纳森·方

U.C.Berkeley
作为教育学。旧金山州立大学

乔纳森从2000年开始教书,目前在旧金山一所顶级高中教化学。

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使用能斯特方程的提示-概念

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乔纳森从2000年开始教书,目前在旧金山一所顶级高中教化学。

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这里有一些使用能恩斯特方程的技巧当你试图找到细胞电势时,给定初始条件是浓度。从你们的研究中知道,能斯特方程等于细胞电势它等于标准细胞电势,单位是伏特,负0.0591除以n乘以log(Q)

把这些变量标出来;这是标准电池电势,单位是伏特。n表示在氧化还原反应中,转移的电子数。Q代表很久以前,反应商用初始浓度表示。

如果你忘了Q是多少,你可以看看平衡截面它会告诉你Q是多少。这不是低温能Q,这是反应商Q。这里有一个例子我们用能斯特方程。

它要求计算反应的细胞电位。然后我们有Cu2+ + Ag得到Cu + Ag+。然后我们的铜铁的初始浓度是2.0M而银铁的初始浓度是4.0M。

首先,我们要计算这个反应的细胞电位通过分解成两个反应。所以第一个,我们把铜的和另一个配对然后第二个,我们把银的和另一个配对。然后注意我是如何排列屈服标志的。所以铜的很好,也很简单。左边需要2个电子,右边的银只需要1个电子。现在我们看一下细胞的电位。这是还原电位的中心,铜的点是0.34V。因为这是还原,我们不需要改变它。然后是银,这是氧化的所以一半还原的电池电位是0.80V。但是由于氧化反应,还原电位翻转了,所以我要在这里加上一个负号。

然后,为了让电子相等,我们需要2个在这里,2个在这里,2个在这里。所以我们有2个电子。所以当我们把方程加起来,电子约掉了,剩下2Ag+ Cu2+得到2Ag+ + Cu。然后你要做的就是把半反应的细胞电位加起来。所以E的零单元格等于-0.46V,这就是我们有多少。

我的学生犯的一个错误是,别忘了,因为我们翻转了银的半反应使它变成了氧化,或者因为我们这样写。别忘了,如果你在图表上查,你会取还原电位中心的负数。这就是为什么我们用-0.80,然后最后把它们加起来。

最后,我们会用到能斯特方程。所以E等于。然后我们代入-0.46V因为这是我们在这里计算的标准电池电势,对于这个反应,减去0.0591除以。转移了多少电子?我们约掉的是2。所以我们在下面写一个2然后是log (Q³)为了计算Q,在这种情况下Q等于。记住固体不算。所以我们只有水溶液。我们有银离子,这是它的平方,因为记住,系数变成指数除以Cu2+的浓度记住,这些都是初始的。

现在我要做的就是代入。我有4.0M,然后平方。别忘了平方,然后你放2米的铜。也就是log(16 / 2)也就是log (8)当我们计算时,得到-0.46V。然后是负,当我计算的时候,我得到的是0.027V。所以在这些浓度下细胞电位的最终结果是-0.49V。不要忘记,因为这是负的,记住,这将告诉你,你的细胞现在是非自发的,这意味着你将需要外部的能量或电来让反应发生。记住,如果细胞电位是正的,那就意味着它是自发的,电子会自己流动。希望这些技巧和技巧能帮助你使用能恩斯特方程。 Sounds hard. but it’s not very. Have a good one.

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