Nernst方程的应用

发布网友发布时间：2022-05-01 17:27

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热心网友时间：2022-06-20 07:21

2. Nernst方程的应用
①计算不同浓度下的电对电极电位数值;
②计算不同pH条件下的电极电位数值;
例1. [Cr2O72-] = [ Cr3+] =1.00 mol/dm3, 求[H+] = 10.0 mol/dm3及[H+] = 1.00´10-3 mol/dm3时电对Cr2O72- / Cr3+ 的电极电位：
解： Cr2O72- + 14 H+ + 6 e = 2 Cr3+ + 7 H2O
(1) 当 (H+) = 10.0 mol/dm3 时, 代入Nernst方程：
(2) 当 [H+] = 1.00´10-3 mol/dm3 时，代入Nernst方程：
由此可见H+浓度增大，电极电位减小。
例2：沉淀生成对电极电位的影响(氧化-还原平衡与沉-溶平衡共存)
计算φ θ (Cu2+/CuI)，判断标态下, 下列反应可否自发进行，并求Kθ。
2 Cu2++ 4 I- = 2 CuI(s) + I2 (s)
已知：
φθ（Cu2+/Cu+)=0.158V φθ(I2/I-)=0.535V
Ksp(CuI)=5.06×10-12
解：φθ（Cu2+/CuI)对应于下列反应：
Cu2++I-+e=CuI(s)
其中：CuI(s)=Cu++I-，[Cu+]受Ksp(CuI)制约，
例3：配合物生成对电极电位的影响。(氧化-还原平衡与配位平衡共存)
Co2+和Co3+分别与NH3(aq)反应生成Co(NH3)62+ 和Co(NH3)63+ , 求φθCo(NH3)63+/Co(NH3)62+。并判断Co(NH3)62+ 在空气中是否稳定。
已知： φθ (Co3+/Co2+) = 1.82 V, φθ (O2/OH-)= 0.401 V ,
b6 [Co(NH3)63+]=1.60×1035 , b6 [Co(NH3)62+]= 1.28×105
解：Co3+ + 6 NH3 = Co(NH3)63+
b6 [Co(NH3)63+]=1.60×1035
Co2+ + 6 NH3 = Co(NH3)62+
b6 [Co(NH3)62+]=1.28×105
可见，氨配合物的生成使(Co3+) 降低，远超过使(Co2+) 降低的程度，[Co3+] 和[Co2+]由配位平衡决定。
φθ [Co(NH3)63+/ Co(NH3)62+]对应的电极反应为:
Co(NH3)63+ + e = Co(NH3)62+
[Co3+] 和[Co2+]不在标态, 由配位平衡决定。
而碱性介质中，φθO2/OH- = 0.401V > φθCo(NH3)63+/Co(NH3)62+
4Co(NH3)62++O2+2H2O=4Co(NH3)63++4OH-
φθ = φθO2/OH--φθCo(NH3)63+/Co(NH3)62+ = 0.401-0.04 = 0.361V
即Co(NH3)62+ 在氨水介质中不稳定，会被空气中的氧气氧化为Co(NH3)63+