* 酸化還元反応と自由エネルギー: 酸化還元反応は、種が電子を獲得または失う傾向の違いによって駆動されます。この傾向は、標準削減電位(E°)によって定量化されます 。
* 細胞電位: 標準細胞電位(E°細胞)は、酸化還元反応における2つの半分反応の間の標準還元電位の違いです。
* 自発性とギブス自由エネルギー: ギブス自由エネルギー(Δg°)の変化が陰性である場合、反応は自発的です(外部エネルギー入力なしで発生します)。 Δg°とE°細胞の関係は次のとおりです。
Δg°=-nfe°細胞
どこ:
* nは、バランスのとれた反応で伝達される電子のモル数です
* fはファラデーの定数です(96,485 c/mol)
* 陽性e°細胞、陰性Δg°: E°細胞が陽性の場合、Δg°は陰性であり、自発的な反応を示します。
要約:
* 陽性E°セル =陰性Δg° =自然酸化還元反応
* 負のe°細胞 =陽性Δg° =非分類酸化還元反応
e°セルを決定する方法:
1。半分反応を識別します: 全体的な酸化還元反応をその酸化と減少の半反応に分解します。
2。標準削減電位を検索: 標準削減電位の表で、各ハーフ反応の標準削減電位(E°)を見つけます。
3。酸化半分反応を逆: 酸化半反応は、酸化されているものです(電子を失う)。反応を逆にし、そのe°の兆候を変更します。
4。 e°セル:を計算します 2つの半分反応のe°値を追加します。
例:
反応を考えてみましょう:
Zn(s) +cu²⁺(aq)→zn²⁺(aq) + cu(s)
* 半分反応:
*酸化:Zn(s)→Zn²⁺(aq) +2e⁻(e°=+0.76 v)
*削減:cu²⁺(aq) +2e⁻→cu(s)(e°=+0.34 v)
* e°セル: +0.76 V +0.34 V =+1.10 v
e°細胞は陽性であるため、反応は自発的です。