Àpẹẹrẹ Àwọn Ìbéèrè àti Ìjíròrò nípa Àǹfààní Electrode Standard
Pendahuluan
Agbara elekitirodu boṣewa jẹ imọran pataki ninu elekitirodu ti o ṣalaye agbara elekitirodu lati fa awọn elekitironu. Imọ yii ni a lo ninu awọn iṣiro sẹẹli elekitiro kemikali ati ni ṣiṣe ipinnu ifarahan fun awọn aati redox. Agbara elekitirodu boṣewa (E°) ni a wọn labẹ awọn ipo boṣewa, eyini ni ifọkansi ti 1 M, titẹ ti atm 1, ati iwọn otutu ti 25°C (298 K). Ninu nkan yii, a yoo jiroro awọn apẹẹrẹ pupọ ti awọn iṣoro agbara elekitirodu boṣewa ati jiroro wọn ni ijinle.
Ìpìlẹ̀ Ìmọ̀ nípa Pàtàkì Elektrodu Déédé
Agbara elekitirodu boṣewa, ti a tọka si bi E°, ṣalaye ifarahan ti awọn eya kemikali lati dinku (gba awọn elekitironi). Bi iye E° ti o dara si, bẹẹ ni ifarahan ti awọn eya lati dinku ga. Ni ilodi si, bi iye E° ti ko dara si, bẹẹ ni ifarahan ti awọn eya lati di oxidized ga (padanu awọn elekitironi).
Táblì agbára elekitirodu boṣewa n pese awọn iye E° fun ọpọlọpọ awọn aati redox, ati awọn iye wọnyi ni a lo lati ṣe iṣiro awọn agbara sẹẹli elekitirokemika.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 1
Ìbéèrè:
Nítorí àwọn ìhùwàpadà ìdajì méjì wọ̀nyí àti agbára elekitirodu wọn:
– Ag⁺(aq) + e⁻ → Ag(s), E° = +0.80 V
– Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s), E° = +0.34V
Pinnu agbara sẹẹli (E°_cell) fun sẹẹli galvanic ti a ṣẹda nipasẹ awọn iṣe-idaji meji wọnyi.
Ìjíròrò:
Láti mọ agbára sẹ́ẹ̀lì, a nílò láti dá anode àti cathode mọ̀. Nínú sẹ́ẹ̀lì galvanic kan, èyí tí ó ní agbára electrode boṣewa tí ó dára jùlọ ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí cathode (ibi tí a ti dínkù) àti èyí tí ó ní èyí tí kò dára jù gẹ́gẹ́ bí anode (ibi tí a ti ń ṣe oxidation).
1. Ṣe idanimọ Anode ati Katode:
– Ag⁺ + e⁻ → Ag, E° = +0.80 V (ó dájú jù bẹ́ẹ̀ lọ, nítorí náà katódì)
– Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, E° = +0.34 V (odi diẹ sii, nitorina anode)
2. Pinnu Awọn Iṣesi Oxidation ati Idinku:
– Katode (idinku): Ag⁺ + e⁻ → Ag, E°_catode = +0.80 V
– Anode (ìfàsẹ́yìn): Cu → Cu²⁺ + 2e⁻, E°_anode = -0.34 V (yí ìtọ́sọ́nà ìṣesí àti àmì tó ṣeé ṣe padà)
3. Ṣíṣírò E°_cell:
\[
E°_{cell} = E°_{cathode} – E°_{anode}
\]
\[
E°_{sel} = 0.80\, \text{V} – (-0.34\, \text{V})
\]
\[
E°_{sel} = 0.80\, \text{V} + 0.34\, \text{V} = 1.14\, \text{V}
\]
Nítorí náà, agbára sẹ́ẹ̀lì (E°_cell) jẹ́ +1.14 V.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 2
Ìbéèrè:
Fún ìṣesí tó wà ní ìsàlẹ̀ yìí pẹ̀lú agbára elekitirodu rẹ̀:
– Fe³⁺(aq) + e⁻ → Fe²⁺(aq), E° = +0.77 V
– Zn²⁺(aq) + 2e⁻ → Zn(s), E° = -0.76 V
Pinnu agbara sẹẹli (E°_cell) fun sẹẹli galvanic kan nipa lilo awọn idahun idaji mejeeji, ki o si kọ gbogbo iṣedaṣe sẹẹli naa.
Ìjíròrò:
Gẹ́gẹ́ bí ti tẹ́lẹ̀, a gbọ́dọ̀ kọ́kọ́ dá anode àti katode mọ̀.
1. Ṣe idanimọ Anode ati Katode:
– Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺, E° = +0.77 V (ó dájú jù bẹ́ẹ̀ lọ, nítorí náà katódì)
– Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn, E° = -0.76 V (diẹ odi, nitorinaa anodu)
2. Pinnu Awọn Iṣesi Oxidation ati Idinku:
– Katode (idinku): Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺, E°_catode = +0.77 V
– Anode (ìfàsẹ́yìn): Zn → Zn²⁺ + 2e⁻, E°_anode = -0.76 V (yí ìtọ́sọ́nà ìṣesí àti àmì tó ṣeé ṣe padà)
3. Ìwọ̀ntúnwọ̀nsí Àwọn Elékítírónù:
Àpapọ̀ ìṣesí gbọ́dọ̀ ṣe àtúnṣe iye àwọn elekitironi:
\[
2(\text{Fe}^{3+} + e⁻ → \text{Fe}^{2+})
\]
\[
\ọ̀rọ̀{Zn} → \ọ̀rọ̀{Zn}^{2+} + 2e⁻
\]
Nitorinaa, iṣe sẹẹli pipe ni:
\[
2\text{Fe}^{3+} + \text{Zn} → 2\text{Fe}^{2+} + \text{Zn}^{2+}
\]
4. Ṣíṣírò E°_cell:
\[
E°_{cell} = E°_{cathode} – E°_{anode}
\]
\[
E°_{sel} = 0.77\, \text{V} – (-0.76\, \text{V})
\]
\[
E°_{sel} = 0.77\, \text{V} + 0.76\, \text{V} = 1.53\, \text{V}
\]
Nítorí náà, agbára sẹ́ẹ̀lì (E°_cell) jẹ́ +1.53 V.
Àpẹẹrẹ Ìbéèrè 3
Ìbéèrè:
Fún àwọn sẹ́ẹ̀lì ní agbára àti ìṣesí sẹ́ẹ̀lì pípé fún sẹ́ẹ̀lì galvanic nípa lílo ìṣesí wọ̀nyí:
– MnO₂(s) + 4H⁺(aq) + 2e⁻ → Mn²⁺(aq) + 2H₂O(l), E° = +1.23 V
– Cr³⁺(aq) + e⁻ → Cr²⁺(aq), E° = -0.50V
Ìjíròrò:
1. Ṣe idanimọ Anode ati Katode:
– MnO₂ + 4H⁺ + 2e⁻ → Mn²⁺ + 2H₂O, E° = +1.23 V (ó dájú jù bẹ́ẹ̀ lọ, nítorí náà katódì)
– Cr³⁺ + e⁻ → Cr²⁺, E° = -0.50 V (odi diẹ sii, nitorinaa anodu)
2. Pinnu Awọn Iṣesi Oxidation ati Idinku:
– Cathode (idinku): MnO₂ + 4H⁺ + 2e⁻ → Mn²⁺ + 2H₂O, E°_cathode = +1.23 V
– Anode (ìfàsẹ́yìn): Cr²⁺ → Cr³⁺ + e⁻, E°_anode = +0.50 V (yí ìtọ́sọ́nà ìṣesí àti àmì tó ṣeéṣe padà)
3. Ìwọ̀ntúnwọ̀nsí Àwọn Elékítírónù:
Àpapọ̀ ìṣesí gbọ́dọ̀ ṣe àtúnṣe iye àwọn elekitironi:
\[
2(\text{Cr}^{3+} + e⁻ → \text{Cr}^{2+})
\]
\[
\text{MnO}_2 + 4\text{H}^+ + 2e⁻ → \text{Mn}^{2+} + 2\text{H}_2\text{O}
\]
Nitorinaa, iṣe sẹẹli pipe ni:
\[
\text{MnO}_2 + 4\text{H}^+ + 2\text{Cr}^{3+} → \text{Mn}^{2+} + 2\text{Cr}^{2+} + 2\text{H}_2\text{O}
\]
4. Ṣíṣírò E°_cell:
\[
E°_{cell} = E°_{cathode} – E°_{anode}
\]
\[
E°_{sel} = 1.23\, \text{V} – (-0.50\, \text{V})
\]
\[
E°_{sel} = 1.23\, \text{V} + 0.50\, \text{V} = 1.73\, \text{V}
\]
Nítorí náà, agbára sẹ́ẹ̀lì (E°_cell) jẹ́ +1.73 V.
Ipari
Lílóye agbára elekitirodu boṣewa ṣe pàtàkì nínú electrochemistry fún ṣíṣe ìpinnu àwọn ìyípadà redox reaction àti agbára sẹ́ẹ̀lì elekitirochemical. Nípa lílo àwọn ìgbésẹ̀ tí a jíròrò lókè yìí, a lè ṣírò agbára sẹ́ẹ̀lì ti redox reaction tí a fúnni ní irọ̀rùn. A lo agbára elekitirodu boṣewa láti pinnu anode àti kathode nínú sẹ́ẹ̀lì galvanic kan, àti láti ṣírò agbára sẹ́ẹ̀lì gbogbo, èyí tí ó ń tọ́ka sí ìṣedéédé àti ìtọ́sọ́nà redox.
