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五、求平衡常数和溶度积常数
氧化还原反应也是可逆反应,反应进行
到一定程度就可达到平衡。例如反应
Cu2++ZnZn2++Cu
在达到平衡时,生成物的浓度和反应
物的浓度存在如下关系
C(Zn2+)/Cθ
=Kθ
C(Cu2+)/Cθ
Kθ为氧化还原反应的标准平衡常数。它可由其相应
的原电池标准电动势算得。因为
△rGθ-RTlnKθ-2.303RTlgKθ
△rGθ-zFEθ
所以-zFEθ-2.303RTlgKθ
lgKθzFEθ/2.303RT
若反应在298K时进行,并把有关常数值代入,
可得
lgKθzEθ/0.0592V
例在0.10mol/LCuSO溶液中投入Zn粒,求
4
反应达平衡后溶液中Cu2+的浓度。
解反应Cu2++ZnZn2++Cu
正极的电极反应:
2+-Eθ=0.337V
Cu+2e→Cu
负极的电极反应:
Zn→Zn2++2e-Eθ-0.763V
Eθ=Eθ(正极)-Eθ(负极)=0.337V-(-
0.763V)=1.100V
lgKθzEθ/0.0592V=2×1.100V/0.0592V
=37.2
Kθ2×1037
Kθ值如此之大,说明该反应进行得很完全,
在平衡时C(Zn2+)=0.10mol/L。
C(Zn2+)/Cθ
Kθ==2×1037
C(Cu2+)/Cθ
0.10mol/L
C(Cu2+)-39
=5×10mol/L
37
2×10
利用标准电极电势的数据,还可以计
算难溶电解质的溶度积。
例已知:
AgCl(S)+e-Ag+Cl-Eθ=0.2223V
Ag++e-AgEθ=0.799V
求AgCl的Kθsp
解把以上两电极反应组成原电池,则电
对Ag+/Ag为正极,电对AgCl/Ag为负极。
电池反应为Ag++Cl-AgCl(S)
1
Kθ=
+θ-θ
{C(Ag)/C}{C(Cl)/C}
=1/Kθ
sp
因为
lgKθ=zEθ/0
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