เหตุใด Delta G จึงเป็นค่าลบสำหรับปฏิกิริยาอิเล็กโทรลิซิส

ตอบ:

#DeltaG ^ @> 0 # แต่หลังจากใช้ศักยภาพ #E_ (มือถือ)> = 2.06V # จากแหล่งพลังงานภายนอก # DeltaG # กลายเป็นลบและปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเอง

คำอธิบาย:

ให้เราคุยกันถึงตัวอย่างของอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ

ในกระแสไฟฟ้าของน้ำไฮโดรเจนและออกซิเจนจะถูกผลิตขึ้น

ขั้วบวกและครึ่งแคโทดปฏิกิริยาต่อไปนี้:

ขั้วบวก: # 2H_2O-> O_2 + 4H ^ (+) + 4e ^ (-) "" "-E^@=-1.23V#

แคโทด: # 4H_2O + 4e ^ (-) -> 2H_2 + 4OH ^ - "" E^@=-0.83V#

ปฏิกิริยาสุทธิ: # 6H_2O-> 2H_2 + + O_2 underbrace (4 (H ^ (+) + OH ^ -)) _ (4H_2O) #

# 2H_2O-> 2H_2 + O_2 "" E_ (เซลล์) ^ @ = - 2.06V #

ศักยภาพของเซลล์ติดลบหมายถึงกระบวนการที่ไม่เกิดขึ้นเองดังนั้น #DeltaG ^ @> 0 #.

โปรดทราบว่าความสัมพันธ์ระหว่าง #DeltaG ^ @ # และ #E ^ @ # มอบให้โดย:

#DeltaG ^ @ = - กศน ^ @ #

ที่ไหน # n # คือจำนวนอิเล็กตรอนที่ถูกถ่ายโอนระหว่างรีดอกซ์ซึ่งก็คือ # n = 4 # ในกรณีนี้, และ # F = 96485C / ("mol" e ^ -) # เป็นค่าคงที่ของฟาราเดย์

ดังนั้นตั้งแต่ #E ^ @ <0 # # => DeltaG ^ @> 0 #

เพราะ #DeltaG ^ @> 0 #ดังนั้นหลังจากใช้ศักยภาพ #E_ (มือถือ)> = 2.06V # จากแหล่งพลังงานภายนอก # DeltaG # กลายเป็นลบและปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นเอง

ทราบว่า # DeltaG = -nFE #

เคมีไฟฟ้า อิเล็กโทรไลซิเซลล์ไฟฟ้าและการชุบด้วยไฟฟ้า