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Exemple de problème EMF de cellule électrochimique

Exemple de problème EMF de cellule électrochimique

La force électromotrice de la cellule, ou FEM, est la tension nette entre les demi-réactions d'oxydation et de réduction se produisant entre deux demi-réactions d'oxydo-réduction. La cellule EMF est utilisée pour déterminer si la cellule est galvanique ou non. Cet exemple de problème montre comment calculer la force EMF de la cellule à l'aide des potentiels de réduction standard.
Le tableau des potentiels de réduction standard est nécessaire pour cet exemple. Dans un problème de devoirs, vous devriez recevoir ces valeurs ou bien accéder à la table.

Exemple de calcul EMF

Considérez la réaction redox:

  • Mg (s) + 2 H+(aq) → Mg2+(aq) + H2(g)
    • a) Calculez la force électromotrice de la cellule pour la réaction.
    • b) Identifiez si la réaction est galvanique.
  • Solution:
    • Étape 1: Casser la réaction d'oxydo-réduction en demi-réactions de réduction et d'oxydation.
      Ions d'hydrogène, H+ gagner des électrons lors de la formation de gaz hydrogène, H2. Les atomes d'hydrogène sont réduits par la demi-réaction:
      2 h+ + 2 e- → H2
      Le magnésium perd deux électrons et est oxydé par la demi-réaction:
      Mg → Mg2+ + 2 e-
    • Étape 2: Trouvez les potentiels de réduction standard pour les demi-réactions.
      Réduction: E0 = 0,0000 V
      Le tableau montre les demi-réactions de réduction et les potentiels de réduction standard. Pour trouver e0 pour une réaction d'oxydation, inversez la réaction.
    • Réaction inversée:
      Mg2+ + 2 e- → Mg
      Cette réaction a un E0 = -2,372 V.
      E0Oxydation = - E0Réduction
      E0 oxydation = - (-2,372 V) = + 2,372 V
    • Étape 3: Ajouter les deux E0 ensemble pour trouver la cellule totale EMF, E0cellule
      E0cellule = E0réduction + E0oxydation
      E0cellule = 0,0000 V + 2,372 V = + 2,372 V
    • Étape 4: Déterminez si la réaction est galvanique. Réactions redox avec E positif0cellule la valeur est galvanique.
      Cette réaction est E0cellule est positif et donc galvanique.
  • Répondre:
    La cellule EMF de la réaction est de + 2,372 Volts et est galvanique.