Клетки, окислительно-восстановительные отношения и пределы прогнозирования
Введено| English | Значение |
|---|---|
| standard electrode potential/ˈstændəd ɪˈlektrəʊd pəˈtenʃl/ | стандартный электродный потенциал |
| potential/pəˈtenʃl/ | потенциал |
| feasibility/ˌfiːzɪˈbɪlɪti/ | возможность (реализуемость) |
| activation barrier | энергия активации |
Which way do electrons move?
- In a spontaneous zinc–copper cell, zinc loses electrons and copper(II) ions gain them. The negative electrode is zinc.
- Electrons move through the external wire. Salt-bridge ions carry charge inside the connecting bridge; electrons do not flow through the solutions.
Солевой мост переносит заряд через движущиеся _____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Ионы движутся через мост. Электроны движутся через внешний проводник.
Compare standard reductions
- A standard electrode potential 标准电极电势 is measured relative to the standard hydrogen electrode at 298 K, 100 kPa gas pressure and 1.00 mol per cubic decimetre solutions.
- With reduction potentials +0.80 and +0.34 V, the more positive couple is reduced. Cell voltage is 0.80 − 0.34 = +0.46 V.
Какая пара восстанавливается в самопроизвольном элементе с потенциалами восстановления +0.54 В и −0.25 В?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Более положительный потенциал восстановления соответствует восстановлению на положительном электроде.
Найдите стандартное напряжение элемента, используя потенциалы восстановления +0.54 В и −0.25 В.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
0.54 − (−0.25) = 0.79 V.
Balance electrons without scaling voltage
- Copper oxidation gives two electrons; each silver ion needs one. The net equation is Cu + 2Ag⁺ → Cu²⁺ + 2Ag.
- Multiplying a half-equation changes amount and total transferred charge together. It does not multiply the voltage.
Electrons move in the wire, while ions carry current in the salt bridge.
Удвоение половинного уравнения восстановления удваивает его стандартный электродный потенциал.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Потенциал приходится на единицу заряда; масштабирование количества его не изменяет.
Use the actual redox ratio
- Acidified manganate(VII) gains five electrons per MnO₄⁻, so its ratio with one-electron Fe²⁺ is 1:5.
- 22.40 cubic centimetres of 0.0200 moles per cubic decimetre titrant is 0.000448 mol. It reacts with 0.00224 mol Fe²⁺.
State the prediction limits
- Positive standard voltage predicts thermodynamic feasibility 可行性 under standard conditions. It does not prove an observable reaction rate.
- A high activation barrier 活化能垒 can make reaction slow. Non-standard concentrations can change the potential 电势 and the predicted direction.
At standard conditions, a positive cell voltage is compatible with a very slow reaction.
Balance electron transfer before using a titration ratio. Compare standard electrode potentials for a standard prediction, then state concentration and rate limits.
Какие два условия ограничивают прогноз, основанный только на стандартных потенциалах?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Барьеры скорости и изменения концентрации ограничивают то, что предсказывает стандартный термодинамический расчёт.