Elektrochemische cel EMF Voorbeeldprobleem

De cel-elektromotorische kracht, of cel-EMF, is de netto spanning tussen de oxidatie- en reductie-halfreacties die plaatsvinden tussen twee redox-halfreacties. Cel EMF wordt gebruikt om te bepalen of de cel galvanisch is. Dit voorbeeldprobleem laat zien hoe de cel-EMF moet worden berekend met standaard reductiepotentialen.
Voor dit voorbeeld is de tabel met standaardverminderingsmogelijkheden nodig. In een huiswerkprobleem moet u deze waarden krijgen of anders toegang tot de tabel.

Voorbeeld EMF-berekening

Overweeg de redoxreactie:

• Mg (s) + 2 H⁺(aq) → Mg²⁺(aq) + H₂(G)
  • a) Bereken de cel-EMF voor de reactie.
  • b) Bepaal of de reactie galvanisch is.
• Oplossing:
  • Stap 1: Breek de redoxreactie in reductie- en oxidatie-halfreacties.
    Waterstofionen, H⁺ elektronen winnen bij de vorming van waterstofgas, H₂. De waterstofatomen worden gereduceerd door de halve reactie:
    2 H⁺ + 2 e^- → H₂
    Magnesium verliest twee elektronen en wordt geoxideerd door de halve reactie:
    Mg → Mg²⁺ + 2 e^-
  • Stap 2: Vind de standaard reductiepotentialen voor de halve reacties.
    Reductie: E⁰ = 0,0000 V
    De tabel toont reductie-halfreacties en standaard reductiepotentialen. Om E te vinden⁰ voor een oxidatiereactie, keer de reactie om.
  • Omgekeerde reactie:
    mg²⁺ + 2 e^- → Mg
    Deze reactie heeft een E₀ = -2.372 V.
    E⁰_oxydatie = - E⁰_Vermindering
    E_0Oxidation = - (-2.372 V) = + 2.372 V
  • Stap 3: Voeg de twee E toe⁰ samen om de totale cel-EMF te vinden, E⁰_cel
    E⁰_cel = E⁰_vermindering + E⁰_oxydatie
    E⁰_cel = 0.0000 V + 2.372 V = +2.372 V
  • Stap 4: Bepaal of de reactie galvanisch is. Redoxreacties met een positieve E⁰_cel waarde zijn galvanisch.
    Deze reactie is E⁰_cel is positief en daarom galvanisch.
• Antwoord:
  De cel-EMF van de reactie is +2,372 Volt en is galvanisch.