စံ အီလက်ထရုဒ် အလားအလာ ဒေတာကို အသုံးပြုခြင်းနှင့် ပတ်သက်သည့် ဥပမာ မေးခွန်းများ
စံလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာ (E°) သည် ဓာတုဗေဒတွင် အထူးသဖြင့် ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်ပစ္စည်းနှင့် လျှပ်စစ်ဓာတုဗေဒဓာတ်ပြုမှုများကို နားလည်ရာတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ ၎င်းသည် ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်ပစ္စည်းတုံ့ပြန်မှုများ၏ ဦးတည်ရာကို ခန့်မှန်းရန်နှင့် အောက်ဆီဒေးရှင်းနှင့် ဓာတ်လျှော့ချသည့် အေးဂျင့်များ၏ အစွမ်းသတ္တိကို နှိုင်းယှဉ်ရန် နည်းလမ်းတစ်ခုကို ပေးပါသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် လက်တွေ့ကမ္ဘာအခြေအနေများတွင် ၎င်း၏အသုံးချမှုကို သရုပ်ပြရန် စံလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာဒေတာကို အသုံးပြုခြင်း၏ ဥပမာများစွာကို တင်ပြပါမည်။
စံလျှပ်စစ်ဓာတ်အားအလားအလာများမိတ်ဆက်
စံလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာသည် စံအခြေအနေများ (1 M၊ 1 atm နှင့် 25°C) အောက်တွင် ဒြပ်စင် သို့မဟုတ် ဒြပ်ပေါင်းတစ်ခု၏ အီလက်ထရွန်များရရှိခြင်း သို့မဟုတ် ဆုံးရှုံးခြင်း သဘောထားကို တိုင်းတာသည်။ စံလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာကို ဗို့ (V) ဖြင့် ဖော်ပြပြီး စံဟိုက်ဒရိုဂျင်လျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာ (SHE) နှင့် မကြာခဏ နှိုင်းယှဉ်လေ့ရှိပြီး ၎င်းကို 0 V အဖြစ်ယူသည်။
ဥပမာမေးခွန်း ၁: အလိုအလျောက်တုံ့ပြန်မှုများကို ဆုံးဖြတ်ခြင်း
မေးခွန်း:
အောက်ပါတုံ့ပြန်မှုသည် မိမိဘာသာဖြစ်ပေါ်မည်လားဆိုသည်ကို တွက်ချက်ပါ။
\[ \text{Zn}^{2+} + \text{Cu} \rightarrow \text{Zn} + \text{Cu}^{2+} \]
လိုအပ်သော စံ electrode potentials များမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
– \(\text{Zn}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Zn} \) \( E° = -0.76 \, \text{V} \)
– \(\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu} \) \( E° = +0.34 \၊ \text{V} \)
ဆွေးနွေးချက်:
၁။ ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှုများကို အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုပါ-
လျော့ချမှု ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှု-
– အောက်ဆီဒေးရှင်း တစ်ဝက်ဓာတ်ပြုမှု: \[\text{Zn}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Zn} \, \text{(Reduction, E° = -0.76 V)} \]
– လျှော့ချမှု တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှု: \[\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu} \, \text{(လျှော့ချမှု၊ E° = +0.34 V)} \]
၂။ တုံ့ပြန်မှု ခွဲခြားသတ်မှတ်ခြင်း-
ဓာတ်တိုးခြင်းဖြစ်လာစေရန် အလားအလာနိမ့်သော ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်ပါ-
– \[\text{Zn} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^{-} \, \text{(အောက်ဆီဒေးရှင်း၊ E° = +0.76 V)} \]
ကျန်ရှိနေသော တုံ့ပြန်မှုများ-
– \[\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu} \, \text{(လျှော့ချခြင်း၊ E° = +0.34 V)} \]
၃။ စုစုပေါင်း E° (ဆဲလ်အလားအလာ) ကို တွက်ချက်ပါ-
– \[ E°_{\text{cell}} = E°_{\text{reduction}} + E°_{\text{oxidation}} = +၀.၃၄ \, \text{V} + (+၀.၇၆ \, \text{V}) = +၁.၁၀ \, \text{V} \]
ဆဲလ်အလားအလာ (E°_{\text{cell}}) သည် အပေါင်းဖြစ်သောကြောင့် ဤတုံ့ပြန်မှုသည် သူ့အလိုလိုဖြစ်သည်။
ဥပမာမေးခွန်း ၂: မျှခြေအလားအလာကို ဆုံးဖြတ်ခြင်း
မေးခွန်း:
စံအပူချိန်တွင် အောက်ပါဓာတ်ပြုမှုအတွက် ဆဲလ်အလားအလာကို တွက်ချက်ပါ-
\[ \text{Fe}^{2+} + \text{Ag} \rightarrow \text{Fe} + \text{Ag}^{+} \]
စံလျှပ်ကူးပစ္စည်းအလားအလာ:
– \(\text{Fe}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Fe} \) \( E° = -0.44 \, \text{V} \)
– \(\text{Ag} ^{+} + e^{-} \rightarrow \text{Ag} \) \( E° = +၀.၈၀ \, \text{V} \)
ဆွေးနွေးချက်:
၁။ ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှုများကို အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုပါ-
လျော့ချမှု ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှု-
– \[\text{Fe}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Fe} \, \text{(Reduction, E° = -0.44 V)} \]
– \[\text{Ag}^{+} + e^{-} \rightarrow \text{Ag} \, \text{(Reduction, E° = +0.80 V)} \]
၂။ တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှုများကို ဖော်ထုတ်ပါ။
အနုတ်တန်ဖိုးနည်းသော (ပိုအပေါင်းတန်ဖိုးများသော) ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်ပါ-
– \[\text{Fe} \rightarrow \text{Fe}^{2+} + 2e^{-} \, \text{(အောက်ဆီဒေးရှင်း၊ E° = +0.44 V)} \]
ကျန်ရှိနေသော တုံ့ပြန်မှုများ-
– \[\text{Ag}^{+} + e^{-} \rightarrow \text{Ag} \, \text{(Reduction, E° = +0.80 V)} \]
၃။ စုစုပေါင်း E° (ဆဲလ်အလားအလာ) ကို တွက်ချက်ပါ-
– \[ E°_{\text{cell}} = E°_{\text{reduction}} + E°_{\text{oxidation}} = +၀.၃၄ \, \text{V} + (+၀.၇၆ \, \text{V}) = +၁.၁၀ \, \text{V} \]
ဆဲလ်အလားအလာအပေါင်းလက္ခဏာက ဤဓာတ်ပြုမှုသည် စံအခြေအနေများအောက်တွင် မိမိဘာသာ ဖြစ်ပေါ်လာကြောင်း ညွှန်ပြသည်။
ဥပမာ ၃: Gibbs Free Energy တွက်ချက်မှု
မေးခွန်း:
အောက်ပါတုံ့ပြန်မှုအတွက် Gibbs လွတ်လပ်သောစွမ်းအင် (ΔG) ပြောင်းလဲမှု၏ ပြောင်းလဲမှုအား ဆုံးဖြတ်ပါ-
\[ \text{Al} + \text{Cu}^{2+} \rightarrow \text{Al}^{3+} + \text{Cu} \]
စံလျှပ်ကူးပစ္စည်း အလားအလာကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားလျှင်-
– \(\text{Al}^{3+} + 3e^{-} \rightarrow \text{Al} \) \( E° = -1.66 \, \text{V} \)
– \(\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu} \) \( E° = +0.34 \၊ \text{V} \)
ဆွေးနွေးချက်:
၁။ ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှုများကို အဓိပ္ပာယ်ဖွင့်ဆိုပါ-
လျော့ချမှု ဆဲလ်တစ်ဝက်တုံ့ပြန်မှု-
– \[\text{Al}^{3+} + 3e^{-} \rightarrow \text{Al} \, \text{(Reduction, E° = -1.66 V)} \]
– \[\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu} \, \text{(လျှော့ချခြင်း၊ E° = +0.34 V)} \]
၂။ တုံ့ပြန်မှု ခွဲခြားသတ်မှတ်ခြင်း-
ဓာတ်တိုးခြင်းဖြစ်လာစေရန် အလားအလာနိမ့်သော ဓာတ်ပြုမှုကို ပြောင်းပြန်လှန်ပါ-
– \[\text{Al} \rightarrow \text{Al} ^{3+} + 3e^{-} \, \text{(အောက်ဆီဒေးရှင်း၊ E° = +1.66 V)} \]
ကျန်ရှိနေသော တုံ့ပြန်မှုများ-
– \[\text{Cu}^{2+} + 2e^{-} \rightarrow \text{Cu} \, \text{(လျှော့ချခြင်း၊ E° = +0.34 V)} \]
၃။ အီလက်ထရွန် ဟန်ချက်ညီမှု-
ဓာတ်ပြုမှုအတွက် အီလက်ထရွန်အရေအတွက်ကို ညီမျှအောင်လုပ်ပါ-
– 2 \(\text{Al} \rightarrow 2\text{Al}^{3+} + 6e^{-} \) \[\text{(အောက်ဆီဒေးရှင်း၊ E° = +1.66 V)} \]
– 3 \(\text{Cu}^{2+} + 6e^{-} \rightarrow 3\text{Cu} \) \[\text{(လျှော့ချခြင်း၊ E° = +0.34 V)} \]
၃။ စုစုပေါင်း E° (ဆဲလ်အလားအလာ) ကို တွက်ချက်ပါ-
– \[ E°_{\text{cell}} = (+၀.၃၄ \, \text{V} \times ၃) + (+၁.၆၆ \, \text{V} \times ၂) \]
အမှားအယွင်း ဤနေရာတွင်ရှိသည်- ပျမ်းမျှ-
– \[ E°_{\text{cell}} = +၀.၃၄ \, \text{V} + +၁.၆၆ \, \text{V} = +၂.၀၀ \, \text{V}\]
၅။ ΔG ကို တွက်ချက်ပါ-
ဖော်မြူလာ- \(\Delta G = -nFE_{\text{cell}}\)
– \[n = 6 \, \text{အီလက်ထရွန်} \]
– \[F = 96485 \, \text{C/mol} \]
– \[ \Delta G = -၆ \times ၉၆၄၈၅ \, \text{C/mol} \times +၂.၀၀ \, \text{V}\]
– \[= -1157820 \၊ \text{J/mol} \]
– \[ = -1157.82 \၊ \text{kJ/mol}\]
ထို့ကြောင့် အနုတ် ΔG သည် ဤတုံ့ပြန်မှုသည် မိမိဘာသာဖြစ်ပေါ်ကြောင်း ဖော်ပြသည်။
နိဂုံး
စံ electrode potential data သည် redox reaction တစ်ခု မည်သည့်ဦးတည်ချက်သို့ ඉදිරියට ඉදිරියට ක ...
