作者hokkaido (Floyd)
看板TransBioChem
標題Re: [化學] 兩題物化求解
時間Sat Jun 21 02:10:47 2008
※ 引述《besenk (小花)》之銘言：
: (1)已知反應Ｃｕ2++Ｃｕ→2Ｃｕ+，在298.2Ｋ時，平衡常數為1.2*10-6，Ｃｕ2+的△fＧ
: mo＝64.98kＪ/ｍｏｌｅ，已知ＣｕＩ的Ｋｓｐ為1.1x10-12，試求:
: Emo（Ｃｕ+，Ｃｕ）和Emo（ＣｕＩ，Ｃｕ）
: (2)在273-318Ｋ範圍內，下述電池的電動勢與溫度的關係可由所列公式表示:
: Ｃｕ(s)｜Ｃｕ2Ｏ(s)｜ＮａＯＨ(aq)｜ＨｇＯ(s)｜Ｈｇ(l)
: Ｅ＝〔461.7-0.144（Ｔ-298）+0.00014（Ｔ-298）2〕ｍＶ
: Ｐｔ(s)｜Ｈ2(po)｜ＮａＯＨ(aq)｜ＨｇＯ(s)+Ｈｇ(l)
: Ｅ＝〔925.85-0.2948（Ｔ-298）+0.00049（Ｔ-298）2〕ｍＶ
: 已知Ｈ2Ｏ的△rＨm＝-285.85ｋＪ/ｍｏｌｅ，△rＧm＝-237.19ｋＪ/ｍｏｌｅ，試分別
: 計算ＨｇＯ和Ｃｕ2Ｏ在298.2Ｋ時的△rＨm和△rＧm
: 若對題目覺得不清楚請點此連結
: http://0rz.tw/9f4i6
: 請各位高手幫解吧 可回至信箱或連絡後傳文字檔給我 感激
題目先給了Cu^2+的 △Ｇo＝64.98kJ/mol，由公式△Ｇo = -n*F*Eo
(n為轉移的電子數、F為法拉第常數、Eo則為標準還原電位)
64.98*1000 J/mol = -2*96485*Eo 得Eo為 -0.3367
(此處題目所給的自由能變化量為大於零，有點疑惑....根據我上課聽老師所講，自由能
的變化量若小於零，反應放能，也就是其標準還原電位應大於零才是。查表也可得知
Cu^2+的標準還原電為 +0.337 v) 故我下列記算採用 +0.337
由題目所給平衡常數以及濃度積常數，可寫出：
Cu^2+(aq) + Cu(s) → 2 Cu^1+(aq)
Keq = 1.2*10^-6 = [Cu^1+]^2 / [Cu^2+] (1)
Cu^1+(aq) + I^1+(aq) + e- → CuI(s)
Ksp = [Cu^1+]*[I^1+] = 1.1*10^-12 (2)
假定一化學電池由Cu^2+的半反應、Cu^1+的半反應 所組成
反應到達平衡時，系統中每個半反應的Esystem會相等。(輸出電壓 = 0)
兩半反應如下：
Cu^2+(aq) + 2e- → Cu(s) Eo Cu^2+/Cu = 0.3367
Cu^1+(aq) + e- → Cu(s) Eo Cu^1+/Cu = X
by nernst equation:
Esys = 0.3367 - (0.0592/2)*log(1/[Cu^2+])
= X - 0.0592*log(1/[Cu^1+])
由式(1)得：[Cu^2+] = [Cu^1+]^2 / Keq = (Ksp)^2 / ([I^1-]^2)*Keq
(把分子的[Cu+]改以Ksp表示)
由式(2)得：[Cu^1+] = Ksp / [I^1-]
上列所述帶入半反應中，可得到：
0.3367 - (0.0592/2)*log{ (1.1*10^-12)^2 / [I^1-]^2*(1.2*10^-6)}
會等於
X - 0.0592*log{[I^1-] / (1.1*10^-12)}
([I^1-] → 1.0M)
算出 X = 0.512 ( 我查表卻是0.521 囧 )
有錯誤的話，歡迎指教XDDDD
第二小題
可由Cu^1+(aq) + e- → Cu(s) Eo = 0.512
計算出CuI(s) + e- → Cu(s) + I^1- 的Eo
Eo = 0.512 - 0.0592*log(1/[Cu^1+])
= 0.512 - 0.0592*log{ [I^1+]/(1.1*10^-12) }
= -0.1959 (囧!! 查表是 -0.185)
有什麼錯誤 麻煩告知一下唷 我打得有點亂
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