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影响电极电势的因素及能斯特方程

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:标准电极电势是在标准状态下测定的,如果条件改变,则电对的电极电势也随之发生改变。电极电势的大小,首先取决于电极的本性,其次取决于溶液中离子的浓度、温度等。下面举例说明能斯特方程的具体写法:下面举例说明浓度对电极电势的影响。计算Zn2+离子浓度为0.001 mol·L-1时,锌电极的电极电势。电极反应中,浓度均为1.0 mol·L-1,求当溶液的pH=3 时,该电极的电极电势。

影响电极电势的因素及能斯特方程

标准电极电势是在标准状态下测定的,如果条件改变,则电对的电极电势也随之发生改变。电极电势的大小,首先取决于电极的本性,其次取决于溶液中离子的浓度(或气体的分压)、温度等。

电极电势与浓度的关系可用能斯特(Nernst)方程表示,设任意电极的电极反应为(298K)

则有

其中:E 为电对在某一浓度(或分压力)时的电极电势;Eθ为电对的标准电极电势;n 为电极反应中转移的电子数;表示参与电极反应的所有反应物浓度方次乘积与生成物浓度方次乘积之比,且浓度方次等于它们在电极反应中的系数。

纯固体、纯液体的浓度为常数,作1 处理;离子浓度单位用mol·L-1;气体用分压力(atm)表示。

下面举例说明能斯特方程的具体写法:

下面举例说明浓度对电极电势的影响。

【例题5.8】计算Zn2+离子浓度为0.001 mol·L-1时,锌电极的电极电势(298K)。

解:锌电极的电极反应为:(www.xing528.com)

查表知:,则有

【例题5.9】25℃,当Cl-离子浓度为0.100 mol·L-1,Cl2的分压力为101.3 kPa 时,求所组成的氯电极的电极电势。

解:氯电极的电极反应为:

查表知:,则有

在许多电极反应中,H+或OH-的氧化数虽然没有变化,却参与了电极反应。当它们的浓度改变时,也会对电极电势产生影响。

【例题5.10】电极反应中,浓度均为1.0 mol·L-1,求当溶液的pH=3 时,该电极的电极电势。

解:查表知:,则有

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