7.2.11 Výpočet rovnovážné konstanty z elektromotorického napětí článku
Elektromotorické napětí článku
má při teplotě 25 °C hodnotu 0,6053 V. Určete reakci, která v článku
probíhá a její rovnovážnou konstantu. Předpokládejte ideální
chování elektrolytu (
= 1), standardní stav: ideální
roztok o koncentraci c° = 1 mol dm−3.
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
↓
Výsledek
E° = 0,47235 V K = 9,322
Řešení
Na levé (záporné) elektrodě probíhá děj
a odpovídající Nernstova rovnice má tvar
(aktivita tuhého niklu je jednotková, vzhledem k ideálnímu chování elektrolytu lze aktivitní koeficienty považovat za jednotkové). Abychom mohli pochody na obou elektrodách vztáhnout k uvažovanému článku, musí se reakce napsat tak, aby se vyměňoval stejný počet elektronů. Reakce na pravé (kladné) elektrodě je proto vyjádřena rovnicí
Nernstovu rovnici pro potenciál pravé elektrody pak napíšeme ve tvaru
Úhrnná reakce, probíhající v článku, je součtem obou dílčích dějů na elektrodách:
a elektromotorické napětí celého článku je dáno vztahem
z něhož po úpravě a dosazení vypočítáme standardní elektromotorické napětí článku
Mezi standardním elektromotorickým napětím článku a změnou standardní Gibbsovy energie reakce, která v článku probíhá, platí rovnice (7.20)
kde z = 2. Pak
