היתכנות ומשוואת נרנסט
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| feasible/ˈfiːzɪbl/ | היתכן |
| free energy/friː ˈenədʒi/ | אנרגיה חופשית |
| Nernst equation/nɜːnst ɪˈkweɪʒn/ | משוואה נרנסט |
| half-equation/hɑːf ɪˈkweɪʒn/ | משוואת חצי-תגובה |
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | אנרגיית השפעול |
חיזוי אם תגובה מתרחשת
- פוטנציאל תא חיובי מעיד על כך שהתגובה אפשרית.
- פוטנציאל התא קשור ל-אנרגיה חופשית.
- ריכוזים שאינם סטנדרטיים מטופלים באמצעות משוואת נרנסט.
מעבדת שינוי נרנסט
מדד שינוי E משתנה בהתאם ליחס הריכוזים
שנה את יחס הריכוזים וצפה לשינוי בפוטנציאל האלקטרודה.
תגובה היא סבירה אם פוטנציאל תא (Ecell) הוא חיובי.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Ecell = E(מיועד להיורד) − E(מחומצן).
אפשרות ותגובות רדוקס
- תגובה היא אפשרית כאשר $E^{\ominus}_{\text{cell}}$ הוא חיובי.
- כדי לבנות את המשוואה הכוללת: לקחת שתי מחצית-משוואות, להפוך את זו שבה מתרחשת החמצון, ולחבר אותן כך שאלקטרונים יתבטלו.
- קשר לאנרגיה חופשית: $\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$ (n = מול אלקטרונים).
אלקטרוליזה: יונים זזים אל האלקטרודות ומגיבים
תגובת גלישה-חמצון היא היתכנית כאשר פוטנציאל התא הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ערך חיובי של E°cell מעיד על כך שתגובה יכולה להתרחש (מקביל לערך שלילי של ΔG).
הקשר בין פוטנציאל התא לאנרגיה חופשית הוא:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ΔG° = −nE°cellF; ערך חיובי של E°cell נותן ערך שלילי של ΔG° (היתכנות).
כדי לבנות את המשוואה הכוללת לתגובת גלישה-חמצון משתי מחצית-משוואות, אתה:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
תיקון חצי אחד פועל בהפוך (חמצון); חיבורם כך שהאלקטרונים יתאפסו נותן את התגובה השלמה.
התאם כל רעיון לגבי סבירות תגובה.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
כל פריט מקשר את המונח למשמעותו הנכונה.
משוואת נרנסט
אם הריכוזים אינם סטנדרטיים, $E$ משתנה:
- $z$ = מספר האלקטרונים במשוואת החצי.
- העלאת ריכוז המין המוחמצן גורמת ל$E$ להיות חיובי יותר.
לפי משוואת נרנסט, הגברת ריכוז המין המוחמצ מביאה לכך ש-E:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
איבר הלוגריתם עולה, ולכן E הופך לחיובי יותר כאשר המין המוחמצ נמצא בריכוז גבוה יותר.
תגובה אפשרית אינה תמיד מהירה
- ערך חיובי של Ecell מעיד על כך שהתגובה מבוססת תרמודינמית, אך היא עשויה להיות איטית מאוד.
- אנרגיית השפע גבוהה יכולה למנוע תגובה אפשרית מתרחשות בפועל.
הבנתך מושלמת
- תגובה היא אפשרית כאשר $E^{\ominus}_{\text{cell}} > 0$
- בניתוח המשוואה: הפוך את משוואת החצי של המין המוחמצן וסכום כדי שאלקטרונים יתבטלו
- $\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$
- נרנסט: $E = E^{\ominus} + \dfrac{0.059}{z}\log\dfrac{[\text{oxidised}]}{[\text{reduced}]}$ — ריכוז מין מוחמצן גבוה יותר → ערך $E$ חיובי יותר