什么是能斯特方程?应用有哪些?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/19 10:52:46
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能斯特方程

电对的标准电极电势是在298K下,反应物的浓度为1mol·L-1(反应物为气态时,其分压为101kPa)时测得的,如果反应物的浓度和温度发生改变,则电对的电极电势也随着发生变化,它们之间的关系可以用能斯特方程表示.

http://www.jshlzx.net/klh/2/2034/text/zk34_138.htm

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1889年能斯特应用热力学的理论研究电池的电动势,得到了电化学中最著名的方程之一——能斯特方程。

在电池中发生的反应皆为氧化还原反应,这类反应中都有两个氧化还原偶。例如反应Zn+Cu2+→Zn2++Cu中,Zn2+/Zn、Cu2+/Cu就是两个氧化还原偶。在反应中,锌被氧化,由还原形Zn变为氧化形Zn2+;而铜被还原,由氧化形Cu2+变为还原形Cu。又如反应Sn2++2Fe3+→Sn4++2Fe2+中,Sn4+/Sn2+、Fe3+/Fe2+是两个氧化还原偶。在反应中Sn2+被氧化为Sn4+,由还原形变为氧化形;Fe3+被还原为Fe2+,由氧化形变为还原形。所以一般的氧化还原反应可以写成:

[氧化形]1+[还原形]2→[还原形]1+[氧化形]2

假若以Ox代表一个物质的氧化形,Re代表还原形,则在一个电池中的电池反应可表示如下:

式中a、b、d、f为反应的计量系数,Ox1/Re1、Ox2/Re2为两对氧化还原偶。这样的例子还有:Zn2+/Zn、Cu2+/Cu、Fe3+/Fe2+等。我们可以用平衡移动原理来判断电池反应中反应物或产物浓度变化时,对电池电动势的影响。设想一个电池的电池反应如式2.2所示。将该电池接在电位计上作为被测电池(如图2.2所示),调节电位计的滑动接头C至平衡点。此时电池处于电化学平衡状态,在被测电池回路中无电流通过。现在设想,如果增加电池中反应物的浓度[Ox1]、[Re2],或减小产物的浓度[Re1]、[Ox2],这必