E=φ(+)-φ(-)=[φ(标准,+)-φ(标准,-)]-(0.0592/2)lg([Zn2+]/[Cu2+]) ={φ(标准,+)+(0.0592/2)lg[Cu2+]}-{φ(标准,-)+(0.0592/2)lg[Zn2+]}
所以φ(+)=φ(标准,+)+(0.0592/2)lg[Cu2+] φ(-)=φ(标准,-)+(0.0592/2)lg[Zn2+]
归纳成一般的通式: φ=φ(标准)+(0.0592/n)lg([氧化型]/[还原型])……………………(4) 式中n——电极反应中电子转移数 。[氧化型]/[还原型]——表示参与电极反应所有物质浓度的乘积与反应产物浓度乘积之比 。而且浓度的方次应等于他们在电极反应中的系数 。纯固体、纯液体的浓度为常数,作1处理 。离子浓度单位用mol/L(严格地应该用活度) 。气体用分压表示 。
方程应用
一、离子浓度改变时电极电势的变化 根据能斯特方程可以求出离子浓度改变时电极电势变化的数值
二、离子浓度改变对氧化还原反应方向的影响 非标准状态下对于两个电势比较接近的电对,仅用标准电势来判断反应方向是不够的,应该考虑离子浓度改变对反应方向的影响 。
三、介质酸度对氧化还原反应的影响及pH电势图
3.【关于电极电势对于能斯特方程:电极电势=标准电势+(RT/nF)*In(能斯特方程是根据反应自由能推导得来的.G=G0+RTlnQ,G、G0、Q分别是摩尔反应吉布斯自由能、标准摩尔反应吉布斯自由能、反应商,两边都除以-nF,就是能斯特方程.反应商也包含在能斯特方程的-RT/nFlnQ里,它与所有反应物和产物的活度(近似可认为是浓度)有关.因此,不仅是氢离子,任何分子或离子,只要参与反应,就得把它的活度(浓度)乘到反应商里.对于电极反应,氧化态和还原态一定分别是反应物或者产物,所以它们的活度(浓度)一定会在反应商里出现,但是并不代表反应商里只能出现它们的活度(浓度).在反应商里是否出现与是否发生电子转移没有直接关系. 。
4.原电池的正负极方程式怎么写 电解池的阴阳极方程式怎么写不管是原电池还是电解池,你要牢记一点:阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应 。
对于原电池来说,放电的时候,阴极为正极,阳极为负极,以最简单的丹尼尔电池为例,放电时,它的负极为锌电极,正极为铜电极,电极反应为:
正极:Cu2+ + 2e =Cu (阴极的还原反应)
负极:Zn - 2e =Zn2+ (阳极的氧化反应)
而对于原电池的充电反应来说,阳极为正极,阴极为负极,还是以最简单的丹尼尔电池为例,充电时,它的负极为锌电极,正极为铜电极,电极反应为:
正极:Cu - 2e =Cu2+ (阳极的氧化反应)
负极:Zn2+ + 2e =Zn (阴极的还原反应)
通过对铜电极充放电过程对比,就可以总结出来:充电时,正极也就是阳极,发生氧化反应;而放电时,正极就是阴极,发生还原反应(其实充电的过程就相当于电解过程) 。负极的情况就正好相反 。
阴极和阳极是对于电化学来说得,正极和负极是对于原电池来说的 。对于电池来说,充电时,正极就是阳极,负极就是阴极(相当于电解);对于电池放电来说,正极就是阴极,负极就是阳极(原电池) 。
第二个问题以甘汞电极为例子,电极反应为:
Hg2Cl2 + 2e = 2Hg + 2Cl-
其电极电势为:E = E(标) - RT/F *(Ln a Cl-)
如果溶液中存在大量的Cl-离子,根据能斯特方程,其电极电势一定会发生改变;同理,如果负极生成的阳离子和溶液中的阴离子不能共存(生成固体或者气体),那么,势必会影响负极的电极电势,因为你阳离子的活性与化学势肯定是与固体或液体不一样的 。
5.既有液体又有气体参与的半反应的能斯特方程怎么写通过热力学理论的推导,可以找到上述实验结果所呈现出的离子浓度比与电极电势的定量关系 。对下列氧化还原反应: Zn+Cu2++=Zn2++Cu E=E(标准)-(RT)/(nF)ln([Zn2+]/[Cu2+]) 对于任一电池反应: aA+bB=cC+dD E=E(标准)-(RT)/(nF)ln(([C]∧c*[D]∧d)/([A]∧a*[B]∧b))……………………(1) (1)这个方程就叫做能斯特(Nernst,W.H.1864~1941)方程[1] 。它指出了电池的电动势与电池本性(E)和电解质浓度之间的定量关系 。当温度为298K时,能斯特方程为: E=E(标准)-(0.0592/n)lg(([C]∧c*[D]∧d)/([A]∧a*[B]∧b))……………………(2) 当温度为298K时,Cu-Zn原电池反应的能斯特方程为: E=E(标准)-(0.0592/n)lg([Zn2+]/[Cu2+])……………………(3) 该方程的图形应为一直线,其截距为E=1.10V,斜率为-0.0592/2=-0.03,与前述实验结果一致 。将(3)式展开,可以求到某电极的能斯特方程:
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