К, ​​те
j = j0 + (0,0591 В/n) lg ([Ox]/[Red]). br/>
Прімери.
j (Zn2 +/Zn) = j0 + (0,0591 B/2) lg [Zn2 +] - без знаменника; j (H +/H2) = j0 + (0,0591 B/2) lg [H +] 2/p (H2).
Для реакції MnO4-+8 H + +5 e = Mn2 + + 4H2O j = j0 + (0,0591 B/5) lg ([MnO4-] [H +] 8/[Mn2 +]). Зауважте, що число електронів тут підраховано по закону збереження заряду (без них сумарний заряд іонів ліворуч +7, праворуч +2) і не вимагає уявлення про те, що в перманганат ступінь окислення марганцю 7. Ступінь окислення - умовне поняття, а 5е в цій реакції визначаються об'єктивно.
3. Температура. У рівнянні Нернста вона впливає в двох місцях: адже і стандартний потенціал сам може залежати від температури, тому однозначно передбачити вид залежності складно, але вона, безумовно, є. У довідниках найчастіше призводять стандартні потенціали при 298 К.
4. Чи залежить j від способу запису рівняння електродної реакції? Ми знаємо, що, якщо помножити ліву та праву частини хімічного рівняння на один і той же коефіцієнт b, то відповідні DН, DS, DG збільшуються в b разів, а К рівноваги зводиться в ступінь b. У рівнянні Нернста при цьому вираз під логарифмом буде зведено в ступінь b, а число електронів теж зросте в b разів. Якщо винести показник під знака логарифма, він скоротиться - і потенціал залишиться тим ж.
Доведемо той же інакше. Спад енергії Гіббса-DG - це робота хімічної реакції:-DG = А = nFe. Ми збільшуємо DG і n в однакове число разів, e НЕ меняется.Еслі поміняти місцями ліву та праву частини рівняння, то DН, DS, DG міняють знак, а К рівноваги перетворюється на зворотну величину. З потенціалом ж нічого не відбувається. Він характеризує не пряму і не зворотну реакцію, а стан їх рівноваги. Показання вольтметра не зміняться, якщо переписати рівняння навпаки. Плюс залишиться плюсом. Тому змінювати знак потенціалу (як у підручнику Я.А. угая) - це груба помилка.
Електродні потенціали НЕ залежать від форми запису рівняння. Але стандартні електродні потенціали можуть залежати від форми запису, так як там можуть матися на увазі різні стандартні стану. Якщо в рівнянні варто Cl2 (р-р), значить стандартним станом є 1 М розчин, а якщо Cl2 - то парціальний тиск хлору 1 атм. Це різні стани - різні f. Одне і те ж окисно-відновне рівняння можна записати для різних середовищ, наприклад:
MnO4-+4 H + +3 e = MnO2Ї + 2H2O; j В° = 1,69 В;
MnO4-+ 2H2O +3 e = MnO2Ї + 4 ОН-; j В° = 0,60 В.
Чому різні потенціали? У першому випадку під стандартним станом розуміється стан з [H +] = 1 моль/л (рН = 0), а в другому - з [ОH-] = 1 моль/л (рОН = 0, а рН = 14). Для будь-якого конкретного рН одне і те ж значення j виходить з обох рівнянь. Це не різні процеси, а один і той же, записаний за різними стандартами. p> До цих пір мова йшла про рівноважних потенціалах.
Але якщо через електрод йде струм, то потенціал відхиляється від рівноважного. Це явище називається поляризація електрода. Найбільш очевидна (але не єдина) причина поляризації - зміна концентрації реагентів поблизу електрода. У анода зростає концентрація окисленої форми і зменшується концентрація відновленої, і дифузія не встигає їх вирівнювати за обсягом розчину, тому, згідно з рівнянням Нернста, потенціал анода збільшується порівняно з тим, який відповідає середнім за обсягом концентраціям. І чим більше щільність струму (сила струму на одиницю площі), тим сильніше відхилення потенціалу від рівноважного. На катоді, де йде відновлення, навпаки, зростає концентрація відновленої форми і падає концентрація окисленої, потенціал катода зменшується. У гальванічному елементі Jк> JА, тому напруга U виходить менше ерс. І чим більший струм ми хочемо отримати від батарейки, тим менше її напругу. Навпаки, при електролізі Jк
Чи обов'язково в гальванічному елементі занурювати метал в розчин його солі? Зовсім ні, в джерелах струму часто використовують інші електроліти. Але якщо ми занурюємо цинк в розчин, де концентрація його іонів дорівнює нулю, то отримуємо з рівняння Нернста потенціал-Г. Сенсу в цьому немає. Електрод з таким потенціалом миттєво починає окислюватися, в розчині з'являються іони цинку, їх концентрація швидко зростає, і потенціал нестабільний. Тому для наочності ми використовуємо задану і досить велику концентрацію, яка вже не може сильно змінитися.
НАПРЯМОК ОВР
Окислювально-відновну реакцію можна (хоч...
