1. Bepaal de standaardcelpotentiaal (E ° -cel):

* Identificeer de halfreacties: Breek de algehele reactie af in zijn oxidatie- en reductiehalfreacties.

* Zoek de standaardreductiepotentialen op (e °): Zoek de standaardreductiepotentialen voor elke halfreactie in een tabel met standaardreductiepotentialen. Vergeet niet dat het standaardreductiepotentieel voor de omgekeerde reactie het negatieve van de voorwaartse reactie is.

* Bereken E ° -cel:

* e ° cel =E ° (reductie) - E ° (oxidatie)

* Als u een halve reactie omkeert om deze te laten passen bij de algehele reactie, vergeet dan niet het teken van de E ° -waarde te wijzigen.

2. Bereken de evenwichtsconstante (K):

* Gebruik de Nernst -vergelijking: Deze vergelijking relateert de standaardcelpotentiaal (E ° -cel) tot de evenwichtsconstante (K) en temperatuur (T):

* e ° cell =(rt/nf) * ln (k)

* Waar:

* R is de ideale gasconstante (8.314 J/mol · k)

* T is de temperatuur in Kelvin

* n is het aantal mol elektronen overgebracht in de evenwichtige reactie

* F is de constante van Faraday (96.485 c/mol)

* Los op voor K: Herschik de vergelijking om op te lossen voor k:

* k =exp (nfe ° cel / rt)

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat u de evenwichtsconstante voor de volgende reactie op 298 K wilt vinden:

Zn (s) + cu²⁺ (aq) ⇌ zn²⁺ (aq) + cu (s)

* halfreacties:

* Oxidatie:Zn (s) → Zn²⁺ (aq) + 2e⁻ (e ° =+0,76 V)

* Reductie:cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → cu (s) (e ° =+0.34 v)

* e ° cel:

* E ° cel =E ° (reductie) - E ° (oxidatie) =+0,34 V - (+0,76 V) =-0,42 V

* k:

* K =exp (nfe ° cel / rt) =exp ((2 mol) (96485 c / mol) (-0,42 v) / (8.314 j / mol · k) (298 k)))

* K ≈ 1.1 x 10⁻¹⁴

belangrijke opmerkingen:

* De standaardreductiepotentialen worden meestal gegeven bij 25 ° C (298 K). Als de temperatuur anders is, moet u de Nernst -vergelijking gebruiken met de juiste temperatuur.

* De evenwichtsconstante zal groot zijn (k> 1) voor reacties met een positieve E ° -cel, wat aangeeft dat de producten de voorkeur geven aan evenwicht. Voor reacties met een negatieve E ° -cel (k <1) worden de reactanten begunstigd in evenwicht.

* De evenwichtsconstante is onafhankelijk van de initiële concentraties van reactanten en producten. Het hangt alleen af ​​van de temperatuur en het standaardcelpotentiaal.

Vergeet niet om altijd uw eenheden te controleren en ervoor te zorgen dat de waarden consistent zijn met de gebruikte vergelijking.