Przykładowy problem EMF ogniwa elektrochemicznego

Clive Streeter / Getty Images

Siła elektromotoryczna ogniwa lub EMF ogniwa jest napięciem netto między połówkową reakcją utleniania i redukcji zachodzącą między dwiema połówkowymi reakcjami redoks. Pole elektromagnetyczne komórki służy do określenia, czy ogniwo jest galwaniczne. Ten przykładowy problem pokazuje, jak obliczyć pole elektromagnetyczne komórki przy użyciu standardowych potencjałów redukcyjnych.
The Tabela standardowych potencjałów redukcyjnych jest potrzebny w tym przykładzie. W zadaniu domowym powinieneś otrzymać te wartości lub mieć dostęp do tabeli.

Przykładowe obliczenia pola elektromagnetycznego

Rozważ reakcję redoks:

• Mg(y) + 2H⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + H_dwa(g)
  • a) Oblicz EMF komórki dla reakcji.
  • b) Zidentyfikuj, czy reakcja jest galwaniczna.
Rozwiązanie:
Krok 1:Przełam redoks reakcja w połówkową reakcję redukcji i utleniania .
Jony wodorowe, H⁺uzyskać elektrony, gdy tworząc wodór gaz, H_dwa. Atomy wodoru są redukowane przez reakcję połówkową:
2 godz⁺+ 2 i^-→ H_dwa
Magnez traci dwa elektrony i jest utleniany w reakcji połówkowej:
Mg → Mg²⁺+ 2 i^- Krok 2:Znajdź standardowe potencjały redukcji dla reakcji połówkowych.
Redukcja: E⁰= 0,0000V
W tabeli przedstawiono połówkowe reakcje redukcji i standardowe potencjały redukcji. Aby znaleźć E⁰dla reakcji utleniania, odwróć reakcję. Reakcja odwrócona :
Mg²⁺+ 2 i^-→ Mg
Ta reakcja ma E₀= -2,372 V.
ORAZ⁰_Utlenianie= - I⁰_Zmniejszenie
ORAZ_0Utlenianie= - (-2,372 V) = + 2,372 V Krok 3:Dodaj dwa E⁰razem, aby znaleźć całkowitą komórkę EMF, E⁰_komórka
ORAZ⁰_komórka= E⁰_zmniejszenie+ E⁰_utlenianie
ORAZ⁰_komórka= 0,0000 V + 2,372 V = +2,372 V Krok 4:Sprawdź, czy reakcja jest galwaniczna. Reakcje redoks z dodatnim E⁰_komórkawartości są galwaniczne.
Ta reakcja to E⁰_komórkajest dodatni, a zatem galwaniczny.
Odpowiadać:
Pole elektromagnetyczne komórki reakcji wynosi +2,372 V i jest galwaniczne.