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25cの溶液中の反応亜鉛金属の平衡定数の値をどのように計算しますか?

25°Cで亜鉛金属と亜鉛金属との反応のための平衡定数(k)を計算する方法は次のとおりです。

1。反応

反応は単一の変位反応です。

Zn(s) +2agno₃(aq)⇌zn(no₃)₂(aq) + 2ag(s)

2。 標準削減電位

関係する半分反応には、標準削減電位(E°)が必要です。

* zn²⁺(aq) +2e⁻zn(s) E°=-0.76 v

* ag⁺(aq) +e⁻ag(s) E°=+0.80 V

3。 標準セル電位(E°セル)の計算

* 酸化と還元を識別します:

*亜鉛は酸化されます(電子が失われます):Zn(s)→Zn²⁺(aq) +2e⁻

*銀が減少します(電子のゲイン):2ag⁺(aq) +2e⁻→2ag(s)

* e°セルの計算:

e°cell =e°(還元)-e°(酸化)

E°Cell =0.80 V-(-0.76 V)=1.56 V

4。 E°細胞とK の関係

標準細胞電位(E°細胞)と平衡定数(k)は、次の方程式によって関連しています。

E°Cell =(rt/nf)ln k

どこ:

* r =理想的なガス定数(8.314 j/mol・k)

* T =ケルビンの温度(25°C =298 K)

* n =転送された電子のモル数(この反応で2)

* f =ファラデーの定数(96,485 c/mol)

5。 k の解決

方程式を再配置してkを解く:

ln k =(nfe°cell) /(rt)

k =exp [(nfe°cell) /(rt)]

値を置き換えます:

k =exp [(2 * 96485 c/mol * 1.56 v)/(8.314 j/mol・k * 298 k)]]

k≈1.4x10⁵²

したがって、亜鉛金属と25°Cの銀硝酸溶液との反応の平衡定数(k)は約1.4 x10⁵²です。

重要な注意: この非常に大きなKの値は、反応が製品の形成(硝酸亜鉛と銀)を強く支持することを示しています。言い換えれば、反応は本質的に完了になります。

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