9-3-2能斯特方程的应用

一、离子浓度改变时E的变化

氧化型物质浓度减小时,电极电势更负,正值减小。难溶化合物或配合物的生成使氧化型的离子浓度减小时,电势值变小,还原型的还原性加大,稳定性减小;氧化型的氧化性减小,稳定性加大。

二、离子浓度改变对氧化还原反应方向的影响

1判断2Fe3++2I-=2Fe2++I2的反应方向。

解:在标准状态:

-)氧化反应:I2+2e=2I-(Ø°=0.535V)

+)还原反应:Fe3++e=Fe2+(Ø°=0.770V)

E°=j-j

=0.770-0.535=0.235>0

E°>0, 反应自发向右进行。

反应方向为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2

  在非标准状态:[Fe3+]= 0.001molL-1,[I-]= 0.001molL-1,[Fe2+]=1molL-1时反应方向如何?

氧化剂:+{0.0592 lg[Fe3+]/[ Fe2+]}/n

=0.770+0.0592 lg(0.001/1)

=0.770+0.0592×(-3)

=0.770-0.178

=0.592V

还原剂:+{0.0592lg[I2]/[I-]2}/2

=0.535+{0.0592lg1/(0.001)2}/2

=0.535+0.0592×3=0.535+0.178

=0.713V

E=0.592-0.713=-0.121<0

反应逆向进行:2Fe2++I2=2Fe3++2I-

  对于电池电动势比较小的反应,离子浓度的改变有可能引起反应方向的改变;而电池电动势较大的反应,即两电极电势差较大时,离子浓度虽然大大改变,反应仍可正向进行。

  当电池电动势较大时(可以用0.5V作一粗略的参考数值),离子浓度改变一般不致于引起反应逆转,这时常可以直接用标准电势判断反应的方向,离子浓度改变对电势的影响可以忽略。

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