Re: [高中] 氧化還原電位
※ 引述《Mario3 (問問題請寄站內信)》之銘言：
: 謝謝DE兄和if兄的討論
: 我再整理一下我的看法
: ※ 引述《DEATH1122 (死神1122)》之銘言：
: : 其實第二個方法錯了 仔細一點看的話應該會發現兩種方法差了兩倍
: : 這兩倍的來源 回到Nearst equation 要考慮反應式中的電子數
: : E = Eo - RT/nF (ln Q)
: : 所以方法二 一開始
: : Cu2+ + 2e- → Cu E1 = 0.337 - 0.0592/2 ln(1/[Cu2+]) (1)
: : Cu+ + e- <→ Cu E2 = 0.521 - 0.0592/1 ln(1/[Cu+]) (2)
: : 整個反應式應該是
: : 2Cu+ <→Cu + Cu2+ E3 =E3,0 - 0.0592/1 ln([Cu2=]/[Cu+]^2) (3)
: ^^^^^^
: 這邊有個小疑點
: 你已經認定這是個單電子反應?
: 那麼後面的計算最後則會繞回第一種算法的結果
: : 要從1 2 得到3 我們要把(2) 後面的 0.0592/1 ln(1/[Cu+])
: : 變成 0.0592/2 ln (1/[Cu+]^2)
: : (2) -> (4) E2 = 0.521 - 0.0592/2 ln (1/[Cu+]^2)
: : 然後 (4)-(1) => E2 - E1 = 0.521-0.337 - 0.0592/2 ln([Cu2=]/[Cu+]^2)
: : 整理一下
: : E2 - E1 = 0.184 - 0.0592/2 ln([Cu2=]/[Cu+]^2) 這個東西要等於 (3)
: : 所以 2(E2 - E1) = 2*(0.184) - 0.0592/1 ln([Cu2=]/[Cu+]^2)
: : E3,0 = 2 * 0.184 = 0.368
: : 在牽涉到電子數目不同的反應的時候
: : 是不能直接相加減的
: 我大約知道你要表達的意思
: 但我覺得話這麼說有點語病
: (以下是我的心得 很多人都知道 如果版上有高中生不妨參考看看)
: 像是 MnO4- + 5e- → Mn2+ 和 Fe2+ → Fe3+ + e- (詳細半反應省略)
: 一個五電子、一個單電子
: 全反應的電位差也只不過兩個半反應的電位相加而已
: 電位可說是"每個電子"經過該反應所得到的能量
: 所以真正的能量須由電位差再乘上流過的電量得到
這裡有東西被省掉了 這裡的反應是要寫成
MnO4- + 5 Fe2+ -> 5 Fe3+ + Mn2+ 應該還有H20, OH-, H+ 之類的東西所以pH執會
影響反應電位 不過這裡不重要
E = E0 - 0.0592/5 * ln([Fe3+]^5[Mn2+]/[MnO4-][Fe2+]^5) 5個電子反應
E1= E1,0 - 0.0592/5 * ln([Mn2+]/[MnO4-]) 5個電子反應
E2= E2,0 - 0.0592/1 * ln([Fe2+]/[Fe3+]) 1個電子反應
= E2,0 - 0.0592/5 * ln([Fe2+]^5/[Fe3+]^5)
簡單說這裡是把一個 5個電子的半反應 和一個 1個電子的半反應
整合成一個 5個電子的半反應 它直接相加減是ok的
那甚麼情況是不ok的呢 原本的方法二
他是把一個 2個電子的半反應 和一個 1個電子的半反應
整合成 1個電子的半反應 所以不能直接相加減
所以說我不能直接相加減是有語病的沒錯 某些情況可以某些情況不行
嚴謹一點來說 可以直接相加減的情況是特例 (但是高中最喜歡讓人算特例了)
: 而 Cu → Cu+ + e- → Cu2+ + e-
: E1 E2
: 兩階段則都是氧化方向的反應
: 第一個電子得到eE1的能量 第二個電子得到eE2的能量
: 總反應Cu → Cu2+ + 2e-
: 總共放出的能量是eE1+eE2
: 但是是兩個不同的電子在跑
: 所以"平均"每個電子得到的能量是½(eE1+eE2) (把電子電量e除掉即為電位)
: 如同if兄說的
: 是能量在計算.而不是直接用電位計算
: : ◆ From: 140.109.92.157
: : → ifanchan:後來仔細算過,同意樓上的答案,但是我們算法不一樣 XD 05/25 17:45
: : → ifanchan:如果根據題意,應該是這個算法對,因為他有指定兩個極的反 05/25 17:46
: : → ifanchan:應,如過用後來講的方法,雖然一樣可以算出答案,但是實際的 05/25 17:49
: : → ifanchan:反應會跟題目要求的不一樣.我想是大家考慮的點不一樣吧^^ 05/25 17:49
: : 可能我沒有抓到樓上的點 如果以說錯請在指正
: : 樓上難道認為一個反應式在同樣的條件底下會有兩個反應電位?
: : 我回這篇只是想表示黑斯定律是對的
: : 不管反應你怎麼走 只要兩條路最終起點和終點相同
: DE兄講到了我最困擾的點
: 全反應可以整合得一樣
: 但是反應電位卻不同??
我想表達的是反應式相同 反應電位就要相同
所以才認為一開始分方法一和方法二得到不同答案這件事情是不合理的
然後回文說方法二錯在哪裡
: 我推想這跟剛剛提到的電位觀念相同
: 兩個反應的焓/能量變化守恆
: 但是跑的電子數不同造成電位的不同
: 第一個算法 ΔG = 1e*0.368V = 2e*0.184V 第二個算法
法一法二差兩倍只是剛好 因為特例在數字上就很容易有跡可循
: : 他的反應熱 或是在這邊是電位 就該是相同的
: : 所以他第二個方法得到另一個答案不是方法本身錯 而是他的計算方法是錯的
: : 如同我最後附的結論 兩反應式中的電子數不相同是不能直接相加減
: : 必須要回到Nearst equation 去做計算
: DE兄和if兄的算法可以說是一樣的
: E=E。-(RT lnQ)/nF
: nE=nE。-(RT lnQ)/F
: nE=ΔG nE。=ΔG。
: : 但是我必須在強調一次 這是在同樣的環境底下
: : 很多反應在不同溶劑中是可能得到不同電位 例如說在水中或是氨水中
: 同意
: 電極可能也有影響
沒錯
這句話是在電極牽扯到反應的情況下 所以用"可能"
: : PS 其實我是看不懂樓上回的最後一句話
: : 推 ifanchan:簡單說,我會跟你寫一樣的答案,也同意你的觀點. 只是,原文 05/25 18:34
: : → ifanchan:提供的第二種方法,算出來的東西其實是另一個反應,你要說 05/25 18:34
: : → ifanchan:他全錯也行.我只覺得只要基本觀念正確,能夠理解就好了^^" 05/25 18:38
: : → ifanchan:另外,我其實有在原文後面推文. 05/25 18:39
: : 推 ifanchan:話說我比較習慣用自由能去算,所以雖然殊途但是同歸 XD 05/25 18:43
: 兩個反應的差別如下
: (一) Cu+ → Cu2+ + e- E=-0.153 V
: (二) Cu → Cu2+ + 2e- E=-0.337 V
: 1.在陽極"每個電子"消耗(負的電位)的能量不一樣.因此全反應電位差不同
: 2.在陰極如要析出一個原子的銅.第一個反應共需消耗2個Cu+.第二個反應只需1個Cu+
: 如果在同一個電鍍池中.第二個反應的電鍍效率應該會比較高(在Cu+消耗完之前)
: 最後我還是有一個疑問
: 如第二個反應陽極以銅作電極
: 是否它也會走第一個反應途徑?
: 如兩個途徑都會走? 這樣它的全反應電位差又是多少?
: 我想這些問題或許需要一些實際的實驗結果來回答
反應式隨便寫 只要平衡都可以按照理論隨便算 不管要怎麼亂搞都可以
實驗才是實際發生的
: : → DEATH1122:瞭改 我就想怎麼會幫錯的答案說話 那是我誤會了 05/25 23:27
: : → DEATH1122:不過我覺得方法二只有反應式相加的觀念 計算的觀念就 05/25 23:29
: : → DEATH1122:沒有了 05/25 23:29
: : → ifanchan:恩,原本算錯了其實= =後來算出來 兩者電動勢沒有差很多 05/25 23:33
: 很高興能和大家討論^^
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◆ From: 114.42.34.188
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