Константа равнотеже електрохемијске ћелијске реакције

Следеће две полу-реакције користе се за формирање ан електрохемијска ћелија:
Оксидација:
ТАКО₂(г) + 2Х₂0 (ℓ) → СО₄^-(ак) + 4Х⁺(ак) + 2 е^- Е °_вола = -0,20 В
Редукција:
Цр₂О₇^2-(ак) + 14 Х⁺(ак) + 6 е^- → 2 Кр³⁺(ак) + 7 Х₂О (ℓ) Е °_црвено = +1,33 В
Колика је константа равнотеже комбиноване ћелијске реакције на 25 Ц?

Полуакциона оксидациона реакција производи 2 електрони и половина реакције редукције треба 6 електрона. Да бисте уравнотежили трошкове, реакција оксидације мора се помножити са фактором 3.
3 СО₂(г) + 6 Х₂0 (ℓ) → 3 СО₄^-(ак) + 12 Х⁺(ак) + 6 е^-
+ Кр₂О₇^2-(ак) + 14 Х⁺(ак) + 6 е^- → 2 Кр³⁺(ак) + 7 Х₂О (ℓ)
3 СО₂(г) + Цр₂О₇^2-(ак) + 2Х⁺(ак) → 3 СО₄^-(ак) + 2 Кр³⁺(ак) + Х₂О (ℓ)
Од стране уравнотежење једначине, сада знамо укупан број електрона размењених у реакцији. Ова реакција је размењивала шест електрона.

Корак 2: Израчунајте потенцијал ћелије.
Ово Проблем са примером електрохемијских ћелија ЕМФ показује како израчунати ћелијски потенцијал ћелије из стандардних редукционих потенцијала. **
Е °_{мобилни} = Е °

Промјена слободне енергије електрохемијске ћелије повезана је са ћелијским потенцијалом једначине:
ΔГ = -нФЕ_{мобилни}
где
ΔГ је слободна енергија реакције
н је број молова електрона измењених у реакцији
Ф је Фарадаиева константа (96484,56 Ц / мол)
Е је ћелијски потенцијал.

Тхепример ћелијског потенцијала и примера бесплатне енергије показује како израчунати слободна енергија редокс реакције.
Ако је ΔГ = 0:, решити за Е_{мобилни}
0 = -нФЕ_{мобилни}
Е_{мобилни} = 0 В
То значи, у равнотежи, потенцијал ћелије је нула. Реакција напредује напријед и назад истом брзином, што значи да нема нето протока електрона. Без протока електрона, нема струје и потенцијал је једнак нули.
Сада је довољно информација које користе Нернстову једнаџбу за проналажење константе равнотеже.
Нернстова једнаџба је:
Е_{мобилни} = Е °_{мобилни} - (РТ / нФ) к записник₁₀К
где
Е_{мобилни} је ћелијски потенцијал
Е °_{мобилни} односи се на стандардни ћелијски потенцијал
Р је константа гаса (8,3145 Ј / мол · К)
Т је тај апсолутна температура
н је број молова електрона пренесених реакцијом ћелије
Ф је Фарадаиева константа (96484,56 Ц / мол)
К је квоцијент реакције
** Тхе Пример проблема Нернстове једначине показује како се користи Нернстова једнаџба за израчунавање потенцијала ћелије нестандардне ћелије. **
У равнотежи је реактивни квоцијент К константа равнотеже, К. Ово чини једначину:
Е_{мобилни} = Е °_{мобилни} - (РТ / нФ) к записник₁₀К
Одозго знамо:
Е_{мобилни} = 0 В
Е °_{мобилни} = +1.13 В
Р = 8,3145 Ј / мол · К
Т = 25 ° Ц = 298,15 К
Ф = 96484,56 Ц / мол
н = 6 (у реакцији се преноси шест електрона)
Решите за К:
0 = 1,13 В - [(8,3145 Ј / мол · К к 298,15 К) / (6 к 96484,56 Ц / мол)]₁₀К
-1.13 В = - (0.004 В) запис₁₀К
Пријава₁₀К = 282,5
К = 10^282.5
К = 10^282.5 = 10^0.5 к 10²⁸²
К = 3,16 к 10²⁸²
Одговор:
Равнотежна константа редокс реакције ћелије је 3,16 к 10²⁸².