Окислительно-восстановительные реакции. Бахметьева Л.М - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

4. Зависимость электродного потенциала от концентрации.
Уравнение Нернста
Зависимость электродного потенциала от концентрации и температу-
ры была установлена еще в 1881 г. ученым Вальтером Нернстом и была
названа его именем. Уравнение Нернста имеет вид:
0
Re
ln
Ox
d
R
Ta
EE
nF a
=+
, (3)
где E – электродный потенциал при произвольных концентрациях реаген-
тов; R – универсальная газовая постоянная (8.31 Дж/моль·К); T – темпера-
тура (К); F – число Фарадея (96485 Кл/моль); n – число электронов, участ-
вующих в электродной реакции;
a
Ox
и a
Red
– произведение активностей
(концентраций) в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам
веществ, участвующих в электродном процессе, соответственно окислен-
ной формы вещества и взаимодействующих с ней веществ среды и восста-
новленной формы вещества и взаимодействующих с ней веществ среды.
Аналитические концентрации можно использовать при расчетах в
случае растворов с низкой концентрацией, а также при приблизительной
оценке электродных потенциалов. Чаще всего окислительно-восстанови-
тельные реакции проводят при комнатной температуре, близкой к стан-
дартной. Поэтому если в уравнение (3) подставить T = 298 K, значения
констант R и F, а также перейти к десятичному логарифму, можно полу-
чить более простую запись уравнения Нернста:
0
Re
0.059
lg
Ox
d
a
EE
na
=+
. (4)
Рассмотрим запись уравнения Нернста для некоторых электродных
процессов.
Задача 1. Записать уравнение Нернста для электродного процесса:
SeO
4
2–
+ 2H
+
+ 2e = SeO
3
2–
+ H
2
O
2
4
2
3
2
0
0.059
lg
2
H
SeO
SeO
aa
EE
a
+
−
−
⋅
=+
В уравнение не включена вода, т.к. в водных растворах ее активность
практически постоянна и близка единице. Для разбавленных растворов ак-
тивность можно заменить аналитической концентрацией:
2
2
4
0
2
3
0.059
lg
2
SeO H
EE
SeO
−+
−
⎡
⎤⎡ ⎤
⋅
⎣
⎦⎣ ⎦
=+
⎡⎤
⎣⎦
.
22

Страницы