انرژی آزاد گیبس و خود به خودی بودن یک واکنش اکسایش - کاهش
E°واکنش = E°کاتد − E°آند
اگر 0< واکنش° E باشد : واکنش در جهت رفت ، خود به خود خواهد بود و
اگر 0> واکنش° E باشد : واکنش در جهت رفت ، خود به خود نخواهد بود ، بلکه در جهت برگشت خود به خودی می باشد ( برای انجام واکنش در جهت رفت ، می بایست کار انجام شود ) . nasrollahi5.blogfa.com
حال آیا ارتباطی بین واکنش° ΔG و واکنش° E وجود دارد ؟
طبق توضیحات ارایه شده ، عاقلانه به نظر می رسد که علامت واکنش° ΔGمی بایست مخالف علامت واکنش° Eباشد . رابطه ی بین این دو کمیت را به صورت زیر نشان می دهند :
ΔG°واکنش = -nFE°واکنش
در این رابطه ، n ، تعداد الکترون های تبادل شده بر حسب مول و F ، ثابت فارادی ( C/mol 96485) می باشد . nasrollahi5.blogfa.com
برای مثال ، واکنش انجام شده در سلول دانیل ( سلول گالوانی روی – مس ) را در نظر می گیریم :
Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
بر اساس پتانسیل های الکترودی استاندارد موجود در جدول زیر :
|
نیم واکنش کاهش |
پتانسیل الکترودی استاندارد E° (v) |
|
Zn2+(aq) + 2e- → Zn(s) |
76/0 - |
|
Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) |
34/ 0 + |
می توان واکنش° E را حساب کرد :
E°واکنش = E°کاتد − E°آند = E°Cu − E°Zn = (۰/۳۴ ) – (-۰/۷۶)= + ۱/۱۰ (v)
و در نتیجه واکنش° ΔG را محاسبه کرد :
ΔG°واکنش = -nFE°واکنش =
-۲ × ۹۶۴۸۵ × ۱/۱۰ = - ۲۱۲ kJ
. منفی است ، بنابراین واکنش در جهت رفت خودبه خود انجام می شود ΔG°واکنش
همچنین می توان نتیجه گرفت که برای انجام واکنش فوق در جهت برگشت ، لازم است 212 کیلوژول کار صرف گردد . nasrollahi5.blogfa.com
آرزومندم مطالب این وبلاگ ، برای دوستداران علم شیمی مفید واقع شود . نصرالهی