Cell Potential and Free Energy · 电池电势与自由能
| English | 中文 | Pinyin · 拼音 |
|---|---|---|
| cell potential/sel pəˈtenʃl/ | 电池电势 | diàn chí diàn shì |
The push behind the electrons
- A battery's voltage measures how hard it drives electrons.
- That voltage is really a measure of the reaction's power.
- A positive voltage means the reaction runs on its own.
- One equation ties voltage to free energy.
电子背后的推动
- 电池的电压衡量它把电子推得多用力。
- 那电压其实是对反应能力的度量。
- 正电压意味着反应自发进行。
- 一个方程把电压与自由能联系起来。
Cell potential
- The cell potential 电池电势 $E°$ is the voltage a cell produces.
- A positive $E°$ means a spontaneous (galvanic) reaction.
- A negative $E°$ needs an outside push (electrolytic).
电池电势
- 电池电势 $E°$ 是电池产生的电压。
- 正的 $E°$ 意味着自发的(原电池)反应。
- 负的 $E°$ 需要外部的推动(电解池)。
A cell with a positive $E°$ has a reaction that is... · 具有正$E°$的电池，其反应是...
Positive $E°$ gives negative $\Delta G°$ -- spontaneous. · 正的$E°$对应负的$\Delta G°$——自发。
Voltage and free energy
- The link is $\Delta G° = -nFE°$.
- Here $n$ is the moles of electrons and $F$ is Faraday's constant.
- A positive $E°$ gives a negative $\Delta G°$, so the reaction is favourable.
电压与自由能
- 联系是 $\Delta G° = -nFE°$。
- 这里 $n$ 是电子的摩尔数,$F$ 是法拉第常数。
- 正的 $E°$ 给出负的 $\Delta G°$,所以反应有利。
The equation linking free energy and cell potential is... · 关联自由能和电池电势的方程是...
$\Delta G° = -nFE°$, with the minus sign flipping the sign. · $\Delta G° = -nFE°$，负号改变了符号。
In $\Delta G° = -nFE°$, the symbol $n$ is the moles of ____ transferred. · 在$\Delta G° = -nFE°$中，符号$n$代表转移的____摩尔数。
$n$ counts the electrons transferred in the balanced redox reaction. · $n$计算平衡氧化还原反应中转移的电子数。
Reading the sign
- Positive $E°$ matches negative $\Delta G°$ matches spontaneous.
- Negative $E°$ matches positive $\Delta G°$ matches not spontaneous.
- A larger positive $E°$ means a more strongly favourable reaction.
解读符号
- 正的 $E°$ 对应负的 $\Delta G°$,对应自发。
- 负的 $E°$ 对应正的 $\Delta G°$,对应非自发。
- 更大的正 $E°$ 意味着更强烈有利的反应。
Cell potential and free energy · 电池电势与自由能
A positive cell potential means a negative ΔG - a spontaneous cell. They are proportional. · 正的电池电势意味着负的 ΔG——即自发的电池。二者成正比。
A cell with a negative $E°$ describes a reaction that... · 具有负$E°$的电池描述了一个...的反应
Negative · 否定 $E°$ means positive $\Delta G°$ -- electrolytic. · 负的$E°$意味着正的$\Delta G°$——电解型。
A larger positive cell potential corresponds to a more favourable reaction. · 更大的正电池电势对应更有利的反应。
More positive $E°$ means more negative $\Delta G°$. · 更正的$E°$意味着更负的$\Delta G°$。
A cell has $E° = +1.1\ \text{V}$. Is the reaction spontaneous?
- A positive $E°$ gives a negative $\Delta G°$.
- So yes, the reaction is spontaneous.
一个电池 $E° = +1.1\ \text{V}$。反应自发吗?
- 正的 $E°$ 给出负的 $\Delta G°$。
- 所以是的,反应自发。
Doubling the amount of reactants doubles the cell potential $E°$. · 将反应物的量加倍会使电池电势 $E°$ 加倍。
$E°$ is intensive (a voltage), so it does not scale with amount. · $E°$是强度性质（电压），因此不随量的变化而变化。
A positive $E°$ means spontaneous (negative $\Delta G°$) -- the sign flips because of the minus in $\Delta G° = -nFE°$. Do not forget $n$ (moles of electrons) when converting. And $E°$ is an intensive property (a voltage), so it does not scale with amount, unlike $\Delta G$.
正的 $E°$ 意味着自发(负的 $\Delta G°$)——符号翻转是因为 $\Delta G° = -nFE°$ 里的负号。换算时别忘了 $n$(电子的摩尔数)。而且 $E°$ 是强度性质(电压),所以它不随量缩放,这与 $\Delta G$ 不同。
The cell potential $E°$ is a cell's voltage: positive for a spontaneous (galvanic) reaction, negative for a forced one. It links to free energy by $\Delta G° = -nFE°$, so a positive $E°$ gives a negative $\Delta G°$. A larger positive $E°$ is more strongly favourable.
电池电势 $E°$ 是电池的电压:自发的(原电池)反应为正,被迫的为负。它通过 $\Delta G° = -nFE°$ 与自由能联系,所以正的 $E°$ 给出负的 $\Delta G°$。更大的正 $E°$ 更强烈有利。