Elektrokemisk cell EMF Exempel Problem

Cellelektromotivkraften, eller cell EMF, är nätspänningen mellan oxidations- och reduktionshalvreaktioner som äger rum mellan två redoxhalvreaktioner. Cell EMF används för att bestämma om cellen är galvanisk eller inte. Detta exempelproblem visar hur man beräknar cell-EMF med hjälp av standardreduktionspotentialer.
Tabellen över standardreduktionspotentialer behövs för detta exempel. I ett läxaproblem bör du få dessa värden eller annars få tillgång till tabellen.

Exempel på EMF-beräkning

Tänk redoxreaktionen:

• Mg (s) + 2 H⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + H₂(G)
  • a) Beräkna cell-EMF för reaktionen.
  • b) Identifiera om reaktionen är galvanisk.
• Lösning:
  • Steg 1: Dela redoxreaktionen i halvereaktioner i reduktion och oxidation.
    Vätejoner, H⁺ få elektroner vid bildning av vätgas, H₂. Väteatomerna reduceras genom halvreaktionen:
    2 H⁺ + 2 e^- → H₂
    Magnesium tappar två elektroner och oxideras av halvreaktionen:
    Mg → Mg²⁺ + 2 e^-
  • Steg 2: Hitta standardreduktionspotentialen för halvreaktionerna.
    Minskning: E⁰ = 0,0000 V
    Tabellen visar reduktionshalvereaktioner och standardreduktionspotentialer. Att hitta E⁰ för en oxidationsreaktion, vänd reaktionen.
  • Omvänd reaktion:
    mg²⁺ + 2 e^- → Mg
    Denna reaktion har en E₀ = -2.372 V.
    E⁰_oxidation = - E⁰_Minskning
    E_0Oxidation = - (-2.372 V) = + 2.372 V
  • Steg 3: Lägg till de två E⁰ tillsammans för att hitta den totala cellen EMF, E⁰_cell
    E⁰_cell = E⁰_minskning + E⁰_oxidation
    E⁰_cell = 0.0000 V + 2.372 V = +2.372 V
  • Steg 4: Bestäm om reaktionen är galvanisk. Redoxreaktioner med en positiv E⁰_cell värdet är galvaniska.
    Den här reaktionen är E⁰_cell är positiv och därför galvanisk.
• Svar:
  Cellens EMF för reaktionen är +2.372 volt och är galvanisk.