能斯特方程表达式各字母代表什么?
能斯特方程,是指用以定量描述某种离子在A、B两体系间形成的扩散电位的方程表达式。在电化学中,能斯特方程用来计算电极上相对于标准电势而言的指定氧化还原对的平衡电压。能斯特方程只有在氧化还原对中两种物质同时存在时才有意义。
这一方程把化学能和原电池电极电位联系起来,在电化学方面有重大贡献,故以其发现者德国化学家能斯特命名,能斯特曾因此获1920年诺贝尔化学奖。
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化学反应实际上经常在非 标准状态下进行,而且反应过程中离子浓度也会改变。例如,实验室 氯气的制备方法之一,是用 二氧化锰与 浓盐酸反应;在加热的情况下,氯气可以不断发生。但是利用 标准电极电势来判断上述反应的方向,却会得出相反的结论。
MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O
还原剂的电极反应:
Cl 2+2e -=2Cl - φ(标准)=1.3583V
氧化剂的电极反应:
MnO2+(4H+)+2e -=(Mn2+)+2H 2O φ(标准)=1.228V
E(标准)=1.228-1.3583=-0.1523<0
所以反应不能自发地向右进行。
用φ(标准)判断结果与实际反应方向发生矛盾的原因在于:盐酸不是1mol/L,Cl2分压也不一定是101.3kpa,加热也会改变电极电势的数值。由于化学反应经常在非标准状态下进行,这就要求研究离子浓度、温度等因素对电极电势的影响。
但是由于反应通常皆在室温下进行,而温度对电极电势的影响又比较小,因此应着重讨论的将是温度固定为室温(298K),在电极固定的情况下,浓度对电极电势的影响。
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