Khả năng xảy ra và phương trình Nernst
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| feasible/ˈfiːzɪbl/ | khả thi |
| free energy/friː ˈenədʒi/ | năng lượng tự do |
| Nernst equation/nɜːnst ɪˈkweɪʒn/ | phương trình Nernst |
| half-equation/hɑːf ɪˈkweɪʒn/ | phương trình bán phản ứng |
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | năng lượng hoạt hóa |
Dự đoán xem phản ứng có xảy ra không
- Thế pin dương có nghĩa là phản ứng có khả năng xảy ra.
- Thế pin liên quan đến năng lượng tự do.
- Nồng độ không chuẩn được xử lý bằng phương trình Nernst.
Phòng thí nghiệm dịch chuyển Nernst
Chỉ số thay đổi E phụ thuộc vào tỷ lệ nồng độ
Thay đổi tỷ lệ nồng độ và quan sát sự dịch chuyển thế điện cực.
Một phản ứng khả thi nếu thế pin (Ecell) là dương.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Ecell = E(khử) − E(oxy hóa).
Khả năng xảy ra và phương trình redox
- Phản ứng có khả năng xảy ra khi $E^{\ominus}_{\text{cell}}$ là dương.
- Để lập phương trình tổng hợp: lấy hai half-equation, đảo ngược phương trình bị oxi hóa, rồi cộng lại để các electron triệt tiêu nhau.
- Liên hệ với năng lượng tự do: $\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$ (n = số mol electron).
Điện phân: ion di chuyển đến các điện cực và phản ứng
Một phản ứng oxi hóa - khử khả thi khi thế pin là:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
E°cell dương có nghĩa là phản ứng có thể xảy ra (tương tự như ΔG âm).
Mối liên hệ giữa thế pin và năng lượng tự do là:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ΔG° = −nE°cellF; E°cell dương cho ΔG° âm (khả thi).
Để lập phương trình redox tổng hợp từ hai nửa phương trình, bạn:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Một nửa phương trình chạy ngược lại (oxy hóa); cộng chúng để electron triệt tiêu sẽ cho phương trình đầy đủ.
Nối mỗi khái niệm về khả năng xảy ra.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Mỗi mục nối thuật ngữ với ý nghĩa đúng của nó.
Phương trình Nernst
Nếu nồng độ không chuẩn, $E$ sẽ thay đổi:
- $z$ = số electron trong half-equation.
- Tăng nồng độ species đã bị oxi hóa khiến $E$ dương hơn.
Theo phương trình Nernst, tăng nồng độ chất oxi hóa làm cho E:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Số log tăng lên, nên E trở nên dương hơn khi chất oxi hóa có nồng độ cao hơn.
Có khả năng xảy ra không đồng nghĩa với tốc độ nhanh
- Ecell dương có nghĩa phản ứng thuận lợi về mặt nhiệt động học, nhưng nó vẫn có thể rất chậm.
- Năng lượng hoạt hóa cao có thể khiến một phản ứng thuận lợi không xảy ra trong thực tế.
Bạn đã nắm vững
- phản ứng thực hiện được khi $E^{\ominus}_{\text{cell}} > 0$
- xây dựng phương trình: đảo ngược half-equation bị oxi hóa và cộng lại để electron triệt tiêu
- $\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$
- Nernst: $E = E^{\ominus} + \dfrac{0.059}{z}\log\dfrac{[\text{oxidised}]}{[\text{reduced}]}$ — tăng species bị oxi hóa → $E$ dương hơn