1. 반응 :
당신이 묘사하는 반응은 크롬 금속 (CR)이 구리 (II) 이온 (Cu²⁺)을 구리 금속 (Cu)으로 감소시키는 반면 크롬 자체 자체는 크롬 (II) 이온 (CR²)로 산화되는 산화 환원 반응입니다.
균형 화학 방정식은 다음과 같습니다.
cr (s) + cu²⁺ (aq) ⇌ cr²⁺ (aq) + cu (s)
2. 표준 전극 전위 :
평형 상수 (k)를 결정하려면 관련된 반 반응에 대한 표준 감소 전위 (E °)가 필요합니다.
* cr³ cr (aq) + 3e⁻ → cr (s) E ° =-0.74 V (이것은 CR의 산화의 반대입니다)
* cu²> (aq) + 2e⁻ → cu (s) E ° =+0.34 v
3. 세포 전위 계산 (E ° 세포) :
전체 반응에 대한 세포 전위 (E ° 세포)는 다음과 같이 계산됩니다.
E ° 셀 =E ° (캐소드) -E ° (양극)
* 음극 : Cu² of의 감소는 감소가 발생하는 곳 (전자의 이득)입니다.
* 양극 : CR의 산화는 산화가 발생하는 곳 (전자 손실)입니다.
그러므로:
E ° 셀 =+0.34 V- (-0.74 V) =+1.08 V
4. 세포 전위와 평형 상수와 관련 :
표준 세포 전위 (E ° 세포)와 평형 상수 (k) 사이의 관계는 Nernst 방정식에 의해 주어진다.
E ° 셀 =(RT/NF) * ln (k)
어디:
* r =이상적인 가스 상수 (8.314 J/mol · K)
* t =켈빈 온도 (25 ° C =298 K)
* n =전자 전자의 몰수 (이 반응에서 2)
* F =Faraday의 상수 (96,485 c/mol)
K에 대한 해결 :
ln (k) =(nf * e ° 셀) / rt
k =exp [(nf * e ° 셀) / rt]
5. 계산 :
값을 연결하기 :
k =exp [((2 mol e⁻) (96,485 c/mol) (+1.08 V))/(8.314 J/mol · K) (298 K)]
k ≈ 1.3 x 10³⁷
따라서, 25 ° C에서 Cr (s)와 cu² (aq) 사이의 반응에 대한 평형 상수 (k)의 값은 대략 1.3 x 10³⁷입니다. 이 극도로 큰 값은 반응이 생성물 (CR²⁺ 및 Cu)의 형성을 강력하게 선호한다는 것을 나타냅니다.
