「次の電池が25℃で0.05Vあるときに、右極のHClの濃度xを求めよ」という問題の解答で分からないところがあります。。
Pt,H2|HCl(0.01 mol/dm3) || HCl(x mol/dm3)|H2,Pt
解答:
右極反応 2H+(x) + 2e- → H2
左極反応 H2 → 2H+(0.01) + 2e-
全電池反応 2H+(x) → 2H+(0.01)
電池の起電力 E = -2RT/zF * ln(0.01/x)
z=2なので、x = 0.07 mol/dm3
質問
1.xが左極の濃度0.01より大きいのか、小さいのかわからないのに、なぜ、右は還元反応で左は酸化反応になるのでしょうか。逆も起こりうるのではないでしょうか。
2.電子数がzですが、E = -2RT/zFの 2 はどこからくるのでしょうか。
No.1ベストアンサー
- 回答日時:
> 1.xが左極の濃度0.01より大きいのか、小さいのかわからないのに、なぜ、右は還元反応で左は酸化反応になるのでしょうか。
逆も起こりうるのではないでしょうか。電池式は,形式的に右が還元,左が酸化と取る.その結果出てくる起電力 E が E>0 になるなら,その反応が自発的に進むということだし, E<0 であればその逆反応が自発的に進むということ.
ちなみに E = 0 であればもちろん平衡状態であり,どちらにも反応は進まない.
> 2.電子数がzですが、E = -2RT/zFの 2 はどこからくるのでしょうか。
ln の中に来るものは平衡定数に対応する.全反応式を 2H+(x) = 2H+(0.01) と書くなら,平衡定数としては [H+]^2/[H+]^2
この2乗の2が ln の外に出ている.
半反応を H+ + e = (1/2)H2 と解釈するなら,平衡定数は [H+]/[H+] で2はなくなるかわり,z=1.
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