A sejtpotenciál kiszámítása

A sejtpotenciál kiszámítása:

A standard cinkelektródából és egy standard rézelektródából felépített voltaelem cella nettó reakciója: két félreakció összeadásával nyertük:

oxidáció	Zn ( s) Zn2 + (aq) + 2e–	E ° = 0,763V
csökkentés	2	E ° = 0,337V
		összeg
net	Zn (s) + 2Ag + (aq) 2Ag (s) + Zn2 + (aq)	E ° = 1.100 V

Megjegyzés: annak ellenére, hogy meg kellett szorozni az ezüst-redukciót 2-es szorzóval, hogy az elfogyasztott elektronok egyensúlyba kerüljenek a cink-oxid által termeltekkel NEM szorozzuk meg az ezüstcsökkentési potenciált ezzel a tényezővel. A potenciálok manipulálásakor csak az értékek jeleit kell megváltoztatnunk, nem a nagyságát.

Honnan tudjuk, melyik fém oxidálódik és melyik fém-ion redukálódik?

A standardredukciós potenciálok táblázatának megtekintésével!

Az egyik félreakciót meg kell fordítani, hogy oxidációt nyújtson. Fordítsa meg azt a félreakciót, amely a sejt számára a legnagyobb (pozitív) nettó emf-t eredményezi. Ne feledje, hogy amikor az ember megfordítja a reakciót, az Eº (+ vagy -) jele is megfordul. Tekintsük ismét a standard redukciós potenciálok alábbi táblázatát:

Számítsuk ki a Zr és I2 elektródákból felépített cellák által generált potenciált: A táblázatból kiegyensúlyozott redukciós félreakciót írunk elektróda és másolja le a redukciós potenciálokat:

2e– + I2 (s) 2 I– (aq)	E ° = 0,54V
4e– + Zr4 + (aq) Zr (s)	E ° = –1,53V

Melyik reakció visszafordítása eredményezi a legnagyobb pozitív standard redukciós potenciált? Próbáljuk ki mindkettőt!

1. eset: a jódvezetés megfordítása:

Eºnet = Eºox (I2) + Eºred (Zr)

Eºnet = (- 0.54) + (- 1.53)

Eºnet = – 2.07 V

2. eset: a cirkónium-redukció megfordítása:

Eºnet = Eºred (I2) + Eºox (Zr)

Eºnet = (0,54) + (1,53)

Eºnet = 2,07 V

Megjegyzés: az első esetben kalkulált a nettó potenciál nem is pozitív! Ez a reakció nem spontán módon következik be, ahogyan azt javasoltuk.

A legnagyobb pozitív potenciál a Zr oxidációs félreakció alkalmazásával érhető el. A sejt tehát spontán folytatódik a 2. esetben. Figyelje meg, hogy nem szoroztuk meg az I2 redukciós potenciáljának értékét 2-es tényezővel, annak ellenére, hogy a jód-redukciós egyenletet ezzel a tényezővel megszoroztuk a termelt elektronok számának kiegyenlítése érdekében, és fogyasztják.

Áttekintés: Vezesse le egy papírlapra ennek a volta cellának a kiegyensúlyozott nettó egyenletét. Ha elkészült, kattintson a kérdőjelre a válasz megjelenítéséhez.

Használja az előző táblázatot a standard redukciós potenciálokról, hogy kiszámítsa a következő volttacellák által generált feszültséget szokásos körülmények között – kérjük, két tizedesjegyig !:

elektróda1	2 elektróda	Eºnet	(* standard hidrogénelektróda)
Hg / Hg2 +	SHE *
Zr / Zr4 +	Rb / Rb +
Rb / Rb +	Hg / Hg2 +

Mielőtt áttérne a következő oldalra, érdemes hogyan lehet kiszámolni a voltaiccellák nettó potenciálját a standard redukciós potenciálok táblázata segítségével.