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【求助】能斯特方程与电解池 已有4人参与
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请各位虫友帮我解释一下我的一个疑问，那就是能斯特方程如何来解释电解池呢？ 在原电池反应中，△G<0, 对于能斯特方程来说，其反应的E>0；那对于电解池来说，因为是外加电能导致的反应可逆进行，即原本热力学上不能进行的反应可以进行了，如H2O的水解，其△G>0, E<0,可在加了外加电能后可以发生，这个外加电能应该在能斯特方程或者是吉布斯自由能变中如何起作用呢？ |
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2楼2010-04-20 10:19:47
3楼2010-04-20 10:47:30
4楼2010-04-20 10:49:44
cl3870562(金币+6): 2010-04-20 13:35
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（1）外加电能对E的作用 从下列反应进行说明： 反应（1） 金属锌 + 二价铜离子 ＝ 二价锌离子 + 金属铜 △G<0, E>0 反应（2） 二价锌离子 + 金属铜 ＝ 金属锌 + 二价铜离子 △G>0,E<0, 反应（1）是自发反应，可以被装配成电池；反应（2）不能被装配成电池，该反应是非自发反应。也就是说金属铜不会自动地将自己的电子送给二价锌，使二价锌还原为金属锌。加上外电能（电源）后，外电源的负极接在锌电极上，外电源的正极接在铜电极上。当外电源的电压足够大（理论上大于反应（2）中电动势的绝对值）时，外电源就强迫金属铜把电子给了锌离子，失去电子的金属铜就变成铜离子进入溶液，而锌离子也就获得电子成为金属锌。随着反应（2）的进行，溶液中锌离子浓度减小，铜离子浓度增大，按照能斯特方程可以算出实验温度下锌电极和铜电极在新的浓度下的平衡电势值，这个值是一个客观存在的值，与金属铜及金属锌上有没有加外电能无关，只取决于浓度和温度。同样，对反应（2）也可以算出新浓度下的E值，此时E值依然是小于零的，但绝对值比电解前要变大了。也就是说，在不考虑超电势等其他因素的情况下，若要使反应（2）继续进行，理论上需要施加的电压是要增大的。这里需要注意，由于电解时有外加电能，所以由能斯特方程算出的电极电势不等于实际电极电势，后者还要考虑超电势。 总而言之，外加电能与电池反应的E值之间没有直接关系，但外加电能迫使反应（2）发生后，改变了组分的浓度，进而也就改变了E。 （2）外加电能对△G的作用 同样道理，G是状态函数，是容量性质，系统状态一定，G有定值，△G只取决于系统的始末态，而与变化的路径没有关系。外加电能使反应（2）发生，使物种浓度（状态）发生了变化，按照△G与浓度的关系就可计算出变化后的△G。 |
5楼2010-04-20 12:54:00
penny101
金虫 (小有名气)
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- 专业: 电化学
6楼2010-05-21 08:27:03
7楼2013-11-27 21:29:25