E 세포를 계산하는 방법

전기 화학 전지는 배터리가 회로를 충전하는 방법과 휴대폰 및 디지털 시계와 같은 전자 장치에 전원이 공급되는 방식을 알려줍니다. 전기 화학 전지의 잠재력 인 E 세포 화학을 살펴보면 회로를 통해 전류를 보내는 화학 반응을 확인할 수 있습니다. 가능성이자형세포의 반응이 어떻게 일어나는지 알려줄 수 있습니다.

•••Syed Hussain Ather

• 반쪽 반응을 재 배열하고 정수 값으로 곱하고 전기 화학적 전위의 부호를 뒤집고 전위를 곱하여 조작합니다. 환원 및 산화 규칙을 따르십시오. 전지의 전체 전기 화학적 또는 기전력 전위를 얻기 위해 전지의 각 반쪽 반응에 대한 전기 화학적 전위를 더합니다.

계산하려면기전력, 기전력의 잠재력 (EMF),갈바닉, 또는 voltaic, E Cell 계산시 E Cell 공식을 사용하는 셀 :

1. 아직 그렇지 않은 경우 방정식을 반으로 나눕니다.
2. 반전되거나 정수로 곱해야하는 방정식 (있는 경우)을 결정하십시오. 먼저 자발적인 반응에서 발생할 가능성이 가장 높은 반쪽 반응을 파악하여이를 확인할 수 있습니다. 반응에 대한 전기 화학적 전위의 크기가 작을수록 발생할 가능성이 더 높습니다. 그러나 전체 반응 잠재력은 긍정적이어야합니다.
   1. 예를 들어, 전기 화학적 잠재력을 가진 반쪽 반응-.5V가능성이있는 것보다 발생할 가능성이 더 높습니다.1V.​
   2. 발생할 가능성이 가장 높은 반응을 결정하면 전기 화학 반응에서 사용되는 산화 및 환원의 기초가됩니다.
3. 방정식을 뒤집고 전체 전기 화학 반응이 합산되고 양변의 원소가 상쇄 될 때까지 방정식의 양변에 정수를 곱합니다. 뒤집는 방정식에 대해 부호를 반대로하십시오. 정수로 곱한 방정식에 대해 동일한 정수로 잠재력을 곱하십시오.
4. 음의 부호를 고려하면서 각 반응에 대한 전기 화학적 전위를 합산하십시오.

당신은 당신에게 알려주는 니모닉 "Red Cat An Ox"와 함께 E 세포 방정식 음극 양극을 기억할 수 있습니다빨간경매는고양이호드와an송시소idizes.

예를 들어, DC 전원이있는 갈바닉 전지가있을 수 있습니다. 반 반응 전기 화학적 전위에 해당하는 클래식 AA 알카라인 배터리에서 다음 방정식을 사용합니다. e cell 계산은

1. ​MnO₂(초) + H₂O + e⁻ → MnOOH (s) + OH^-(수성); 이자형^영형= + 0.382V​
2. ​Zn (s) + 2 OH ^-(수성) ​ → ​Zn (OH)₂(초) + 2e-; 이자형^영형 = + 1.221V

이 예에서 첫 번째 방정식은 물을 설명합니다.H₂영형양성자 (H⁺) 형성오​^- 산화 마그네슘MnO₂양성자 (H⁺) 망간 산화물-수산화물 형성MnOOH.두 번째 방정식은 아연을 설명합니다.Zn두 개의 수산화물 이온으로 산화 됨오 ^-​ 수산화 아연 Zn (OH) 형성₂ 두 개의 전자를 방출하면서.​

우리가 원하는 전체 전기 화학적 방정식을 형성하기 위해 먼저 방정식 (1)이 전기 화학적 전위의 크기가 더 낮기 때문에 방정식 (2)보다 발생할 가능성이 더 높다는 점에 유의하십시오. 이 방정식은 물의 감소입니다H₂영형수산화물 형성오​^-산화 마그네슘의 산화MnO₂. 이것은 두 번째 방정식의 해당 과정이 수산화물을 산화시켜야 함을 의미합니다오​^-물로 되돌리려면H₂O.이를 위해서는 수산화 아연을 줄여야합니다.Zn (OH)₂아연으로 돌아 가기Zn​.

이것은 두 번째 방정식을 뒤집어 야 함을 의미합니다. 뒤집어서 전기 화학적 전위의 부호를 바꾸면Zn (OH)₂(초) + 2e- ​​→​ ​Zn (s) + 2 OH ^-(수성) ​ 상응하는 전기 화학적 전위이자형^영형 = -1.221V.​

두 방정식을 합하기 전에 첫 번째 방정식의 각 반응물과 곱에 다음을 곱해야합니다. 정수 2는 두 번째 반응의 2 개의 전자가 첫 번째 반응의 단일 전자와 균형을 이루도록합니다. 하나. 이것은 우리의 첫 번째 방정식이 2가된다는 것을 의미합니다.MnO₂(초) + 2 시간₂O + 2e⁻ → 2MnOOH (s) + 2OH^-(수성)전기 화학적 잠재력이있는이자형^영형= + 0.764V​

이 두 방정식과 두 전기 화학적 전위를 함께 더하여 결합 된 반응을 얻습니다. 2MnO₂(초) + 2 시간₂O +​ ​Zn (OH)₂(에스) ​​→​ ​ ​​Zn (s) + ​​MnOOH (s)전기 화학적 잠재력-0.457V. ECell 공식을 만들 때 양측에있는 2 개의 수산화 이온과 2 개의 전자가 상쇄됩니다.

이 방정식은 소금 다리로 분리 된 반 다공성 막을 사용한 산화 및 환원 과정을 설명합니다. 그만큼소금 다리이온을 표면에 확산시키는 n 불활성 전해질 역할을하는 황산 칼륨과 같은 물질로 만들어집니다.

에서음극, 산화 또는 전자 손실이 발생하고양극, 감소 또는 전자 이득이 발생합니다. 니모닉 단어 "OILRIG"로 이것을 기억할 수 있습니다. "산화는 손실"( "OIL")과 "감소는 이득"( "RIG")임을 알려줍니다. 전해질은 이온이 세포의이 두 부분을 통해 흐르게하는 액체입니다.

전기 화학적 잠재력이 더 낮기 때문에 발생할 가능성이 더 높은 방정식과 반응의 우선 순위를 정하는 것을 잊지 마십시오. 이러한 반응은 갈바니 전지 및 모든 용도의 기초를 형성하며 생물학적 맥락에서 유사한 반응이 발생할 수 있습니다. 세포막은 이온이 막을 통과하고 기전력 화학 전위를 통해 이동함에 따라 막 횡단 전위를 생성합니다.

예를 들어 감소 된 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오타이드 (NADH) 존재하는 양성자 (H⁺) 및 분자 산소 (영형₂) 산화 된 대응 물 (NAD⁺) 물과 함께 (H₂영형) 전자 수송 사슬의 일부로. 이것은 양성자와 함께 발생합니다전기 화학적 구배산화 적 인산화가 미토콘드리아에서 일어나고 에너지를 생산할 수있는 가능성에 기인합니다.

그만큼Nernst 방정식전압 단위의 셀 전위와 평형 상태에서 생성물 및 반응물의 농도를 사용하여 전기 화학적 전위를 계산할 수 있습니다.이자형​_세포 같이

어느이자형​^-_세포 반 감소 반응의 가능성입니다.아르 자형보편적 인 기체 상수 (8.31 J x K-1 mol-1​), ​티켈빈 단위의 온도입니다.지반응에서 전달 된 전자의 수,큐전체 반응의 반응 지수입니다.

반응 지수큐제품과 반응물의 농도를 포함하는 비율입니다. 가상 반응의 경우 :aA + bB ⇌ cC + dD반응물과 함께ㅏ과비, 제품씨과디및 해당 정수 값ㅏ​, ​비​, ​씨, 및디, 반응 지수큐될 것이다Q = [C]^씨[디]^디 / [ㅏ]^ㅏ[비]^비각 괄호 값을 농도로 사용합니다.정부. 예를 들어, 반응은 반응물에 대한 제품의 비율을 측정합니다.

​전해 전지전기 화학적 전위가 아닌 외부 배터리 소스를 사용하여 회로를 통해 전기를 구동한다는 점에서 갈바닉 전지와 다릅니다. 비 자발적 반응에서 전해질 내부의 전극을 사용할 수 있습니다.

이 전지는 또한 갈바니 전지의 소금 다리와는 대조적으로 수성 또는 용융 전해질을 사용합니다. 전극은 배터리의 양극 단자, 양극 및 음극 단자 음극과 일치합니다. 갈바닉 전지에는 양의 EMF 값이 있지만 전해 전지에는 음의 값이 있습니다. 갈바닉 전지, 반응은 자발적으로 발생하는 반면 전해 전지에는 외부 전압이 필요합니다. 출처.

갈바닉 전지와 유사하게 반 반응 방정식을 조작, 뒤집기, 곱하기 및 추가하여 전체 전해 전지 방정식을 생성 할 수 있습니다.