Beräkning av cellpotentialer

Beräkning av cellpotentialen:

Nettoreaktionen för en voltaisk cell konstruerad av standard zinkelektrod och en standard kopparelektrod är erhålls genom att addera två halvreaktioner tillsammans:

oxidation	Zn ( s) Zn2 + (aq) + 2e–	E ° = 0.763V
minskning	2	E ° = 0.337V
		summa
net	Zn (s) + 2Ag + (aq) 2Ag (s) + Zn2 + (aq)	E ° = 1.100 V

Obs: även om vi var tvungna att multiplicera silverreduktionen med en faktor 2 så att de konsumerade elektronerna skulle balansera med de som produceras av zinkoxiden vi multiplicerar INTE silverreduktionspotentialen med denna faktor. När vi manipulerar potentialer bör vi bara ändra värdena, inte storleken.

Hur vet vi vilken metall som kommer att oxideras och vilken metalljon som reduceras?

Genom att titta på en tabell med standardreduktionspotentialer!

En av halvreaktionerna måste vändas för att ge en oxidation. Vänd halvreaktionen som ger den högsta (positiva) netto-emgen för cellen. Kom ihåg att när man vänder om en reaktion, blir tecknet på Eº (+ eller -) för den reaktionen också omvänd. Tänk återigen på följande tabell med standardreduktionspotentialer:

Låt oss beräkna potentialen som genereras av en cell konstruerad av standard Zr- och I2-elektroder: Från tabellen skriver vi en balanserad reduktionshalvreaktion för varje elektrod och kopiera ned reduktionspotentialerna:

2e– + I2 (s) 2 I– (aq)	E ° = 0.54V
4e– + Zr4 + (aq) Zr (s)	E ° = –1.53V

Omvänd vilken reaktion ger mest positiv standardreduktionspotential? Låt oss prova båda!

Fall 1: reversering av jodreduktionen:

Eºnet = Eºox (I2) + Eºred (Zr)

Eºnet = (- 0.54) + (- 1.53)

Eºnet = – 2.07 V

Fall 2: reversering av zirkoniumreduktion:

Eºnet = Eºred (I2) + Eºox (Zr)

Eºnet = (0.54) + (1.53)

Eºnet = 2.07 V

Obs: i det första fallet beräknas nettopotentialen är inte ens positiv! Denna reaktion skulle inte ske spontant enligt förslaget.

Den högsta positiva potentialen finns genom att använda Zr-oxidationshalvreaktionen. Cellen skulle därför fortsätta spontant i fall 2. Lägg märke till att vi inte multiplicerade värdet för reduktionspotentialen för I2 med en faktor 2, även om jodreduktionsekvationen skulle multipliceras med denna faktor för att balansera antalet producerade elektroner och förbrukad.

Granska: På ett pappersark, härled den balanserade nettoekvationen för denna voltaiska cell. När du är klar klickar du på frågetecknet för att avslöja svaret.

Använd den föregående tabellen över standardreduktionspotentialer för att beräkna spänningen som genereras av följande voltaiska celler vid standardförhållanden – två decimaler, tack !:

elektrod1	elektrod 2	Eºnet	(* standard vätelektrod)
Hg / Hg2 +	HON *
Zr / Zr4 +	Rb / Rb +
Rb / Rb +	Hg / Hg2 +

Innan du går till nästa sida bör du hur man beräknar nettopotentialen för en voltaicell med hjälp av en tabell med standardreduktionspotentialer.