¿Cómo se expresa la ecuación de Neysler en electroquímica?

El siguiente es un ejemplo de cómo escribir la ecuación de Neysler:

(1) Se sabe que Fe? e-=Fe?, φ(std)=0.770V

Φ=φ(std) (0.0592/1)lg([Fe?]/[Fe?])

=0.770 (0.0592/1)lg([Fe?]/ [Fe?])

=0.770 (0.0592/1)lg([Fe?]/[Fe?]).[Fe?])

(2)Br?( l) 2e-=2Br -Conocido, φ(std)=1.065V

Φ=1.065 (0.0592/2)lg(1/[Br-]∧2)

( 3)MnO?4H 2e-=Mn?2H?O se conoce, φ(std)=1.228V

Φ=1.228 (0.0592/2)lg([H ]4/[Mn2 ])

(4) Se sabe que O? 4H? 4e-=2H?O, φ(std)=1.229V

Φ=1.229 (0.0592/4)lg((p) (O2)-[H ] 4)/1)

La concentración de sólidos puros y líquidos puros es constante en 1, y la unidad de concentración de iones se expresa en mol/L (estrictamente hablando, la actividad debe ser usado). Los gases se expresan en términos de presión parcial.

Las reacciones químicas a menudo se llevan a cabo en un estado no estandarizado y la concentración de iones cambia durante la reacción. Por ejemplo, una forma de preparar cloro de laboratorio es hacer reaccionar dióxido de manganeso con ácido clorhídrico concentrado bajo calor, lo que produce cloro gaseoso continuamente. Pero el uso de potenciales de electrodos estándar para determinar la dirección de las reacciones anteriores lleva a la conclusión opuesta.

Información ampliada:

p>A partir de la ecuación de Knott derivada de la teoría termodinámica, se puede encontrar la relación cuantitativa entre la relación de concentración de iones y el potencial del electrodo presentado en los resultados experimentales anteriores. En electroquímica, la ecuación de Ernst se utiliza para calcular el voltaje de equilibrio (E) de un par redox específico en un electrodo en relación con el potencial estándar (E0). La ecuación de Ernst sólo tiene sentido cuando ambas especies están presentes en un par redox.

También inventó la lámpara Ernst (también conocida como "lámpara Ernst"), un iluminante sólido con un único filamento de óxido de metal de tierras raras, que es muy importante para el análisis espectroscópico infrarrojo. El calentamiento óhmico continuo hace que el filamento brille cuando conduce electricidad. La longitud de onda operativa óptima del iluminante es de 2 a 14 micrones. La luz emitida por las varillas de carburo de silicio y las lámparas Nernst no es monocromática, sino una banda continua de luz infrarroja.

La razón por la cual el resultado juzgado por φ (estándar) es inconsistente con la dirección de reacción real es que el ácido clorhídrico no es 1 mol/L, la presión parcial de Cl no es necesariamente 101,3 kpa y el calentamiento. cambiará el valor potencial del electrodo. Dado que las reacciones químicas suelen ocurrir en condiciones no estandarizadas, esto requiere estudiar los efectos de la concentración de iones, la temperatura y otros factores sobre el potencial del electrodo.

Sin embargo, dado que la reacción generalmente se lleva a cabo a temperatura ambiente, el efecto de la temperatura sobre el potencial del electrodo es relativamente pequeño, por lo que el foco de la discusión debe estar en el efecto de la concentración de iones en el electrodo. potencial cuando el electrodo se fija a una temperatura fija de temperatura ambiente (298 K) sobre la influencia del potencial del electrodo.

La tercera ley se desarrolló en un intento de calcular el valor de la constante de equilibrio químico K a partir de datos termodinámicos. La fuerza impulsora de las reacciones químicas, las afinidades de diversas sustancias, regula siempre el equilibrio entre los productos iniciales y finales. Como todos sabemos, la afinidad no es igual al calor de reacción, sino al trabajo efectivo máximo obtenido en una reacción reversible.

Esta cantidad también se llama potencial termodinámico. Gibbs usa ΔG para representarlo. Cambia con la temperatura. Si se conoce la entalpía ΔH del sistema de reacción, se puede calcular. Esta conexión se puede ver en la primera y segunda leyes de la termodinámica. La primera ley de la termodinámica es la famosa ley de conservación de la energía que frustra los intentos de crear una máquina de movimiento perpetuo. La segunda ley de la termodinámica indica la dirección de conversión de energía en un sistema cerrado y da el valor límite de eficiencia de un motor térmico.

Enciclopedia Baidu - Ecuación de Nernst