Feasibility and the Nernst equation · 可行性和能斯特方程
| English | 中文 | Pinyin · 拼音 |
|---|---|---|
| feasible/ˈfiːzɪbl/ | 可行 | kě xíng |
| free energy/friː ˈenədʒi/ | 自由能 | zì yóu néng |
| Nernst equation/nɜːnst ɪˈkweɪʒn/ | 能斯特方程 | néng sī tè fāng chéng |
| half-equation/hɑːf ɪˈkweɪʒn/ | 半反应方程式 | bàn fǎn yìng fāng chéng shì |
| activation energy/ˌæktɪˈveɪʃn ˈenədʒi/ | 活化能 | huó huà néng |
Predicting if a reaction goes
- A positive cell potential means a reaction is feasible 可行.
- Cell potential links to free energy 自由能.
- Non-standard concentrations are handled by the Nernst equation 能斯特方程.
预测一个反应是否进行
- 一个正的电池电位意味着一个反应是可行的。
- 电池电位与自由能联系。
- 非标准浓度由能斯特方程(Nernst equation)处理。
Nernst shift lab · 能斯特移动实验室
E shift index changes with concentration ratio · E 移动指数随浓度比变化
Change concentration ratio and see electrode potential shift. · 改变浓度比,看电极电位移动。
A reaction is feasible if the cell potential (Ecell) is positive. · 如果电池电位(Ecell)是正的,一个反应是可行的。
Ecell = E(reduced) − E(oxidised). · Ecell = E(被还原) − E(被氧化)。
Feasibility and redox equations
- A reaction is feasible when $E^{\ominus}_{\text{cell}}$ is positive.
- To build the full equation: take the two half-equations 半反应方程式, reverse the one that is oxidised, and add them so the electrons cancel.
- Link to free energy: $\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$ (n = moles of electrons).
Electrolysis: ions move to the electrodes and react
可行性和氧化还原方程
- 一个反应在 $E^{\ominus}_{\text{cell}}$ 正时是可行的。
- 要构建完整方程:取两个半反应式,逆转被氧化的那个,把它们相加,使电子相互抵消。
- 与自由能联系:$\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$(n = 电子的摩尔数)。
电解:离子移到电极并反应
A redox reaction is feasible when the cell potential is: · 一个氧化还原反应在电池电位为以下哪种时可行:
A positive E°cell means the reaction can happen (analogous to a negative ΔG). · 一个正的 E°cell 意味着反应能发生(类似于一个负的 ΔG)。
The link between cell potential and free energy is: · 电池电位和自由能之间的联系是:
ΔG° = −nE°cellF; a positive E°cell gives a negative ΔG° (feasible). · ΔG° = −nE°cellF;一个正的 E°cell 给出一个负的 ΔG°(可行)。
To build the overall redox equation from two half-equations, you: · 要从两个半反应式构建总氧化还原方程,你:
One half-equation runs in reverse (oxidation); adding them so electrons cancel gives the full equation. · 一个半反应式逆向运行(氧化);把它们相加使电子抵消给出完整方程。
Match each feasibility idea. · 匹配每个可行性概念。
Each item links the term to its correct meaning. · 每一项把术语链接到它正确的含义。
The Nernst equation
If concentrations aren't standard, $E$ changes:
- $z$ = number of electrons in the half-equation.
- Raising the oxidised species' concentration makes $E$ more positive.
能斯特方程
如果浓度不是标准的,$E$ 改变:
- $z$ = 半反应式中电子的数目。
- 提高被氧化物种的浓度使 $E$ 更正。
According to the Nernst equation, increasing the concentration of the oxidised species makes E: · 根据能斯特方程,增加被氧化物种的浓度使 E:
The log term rises, so E becomes more positive when the oxidised species is more concentrated. · log 项上升,所以当被氧化物种更浓时 E 变得更正。
Feasible is not always fast
- A positive Ecell means a reaction is thermodynamically feasible, but it may still be very slow.
- A high activation energy 活化能 can make a feasible reaction not happen in practice.
可行不总是快
- 一个正的 Ecell 意味着一个反应是热力学可行的,但它仍可能非常慢。
- 一个高活化能能使一个可行的反应在实践中不发生。
You've got it
- a reaction is feasible when $E^{\ominus}_{\text{cell}} > 0$
- build the equation: reverse the oxidised half-equation and add so electrons cancel
- $\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$
- Nernst: $E = E^{\ominus} + \dfrac{0.059}{z}\log\dfrac{[\text{oxidised}]}{[\text{reduced}]}$ — more oxidised species → more positive $E$
你掌握了
- 一个反应在 $E^{\ominus}_{\text{cell}} > 0$ 时是可行的
- 构建方程:逆转被氧化的半反应式,相加使电子抵消
- $\Delta G^{\ominus} = -n E^{\ominus}_{\text{cell}} F$
- 能斯特:$E = E^{\ominus} + \dfrac{0.059}{z}\log\dfrac{[\text{oxidised}]}{[\text{reduced}]}$——更多被氧化物种 → 更正的 $E$