1. Déterminez le potentiel cellulaire standard (cellule E °):
* Identifiez les demi-réactions: Décomposer la réaction globale en ses demi-réactions d'oxydation et de réduction.
* Recherchez les potentiels de réduction standard (E °): Trouvez les potentiels de réduction standard pour chaque demi-réaction dans un tableau de potentiels de réduction standard. N'oubliez pas que le potentiel de réduction standard pour la réaction inverse est le négatif de la réaction directe.
* Calculer la cellule E °:
* e ° Cell =E ° (réduction) - E ° (oxydation)
* Si vous inversez une demi-réaction pour le faire correspondre à la réaction globale, n'oubliez pas de modifier le signe de sa valeur e °.
2. Calculez la constante d'équilibre (k):
* Utilisez l'équation de Nernst: Cette équation relie le potentiel cellulaire standard (cellule E °) à la constante d'équilibre (k) et à la température (T):
* e ° Cell =(rt / nf) * ln (k)
* Où:
* R est la constante de gaz idéale (8.314 J / mol · k)
* T est la température à Kelvin
* n est le nombre de moles d'électrons transférés dans la réaction équilibrée
* F est la constante de Faraday (96 485 c / mol)
* résoudre pour k: Réorganisez l'équation à résoudre pour k:
* k =exp (NFE ° Cell / RT)
Exemple:
Disons que vous souhaitez trouver la constante d'équilibre pour la réaction suivante à 298 K:
zn (s) + cu²⁺ (aq) ⇌ zn²⁺ (aq) + cu (s)
* demi-réaction:
* Oxydation:Zn (S) → Zn²⁺ (aq) + 2e⁻ (E ° =+0,76 V)
* Réduction:cu²⁺ (aq) + 2e⁻ → cu (s) (e ° =+0,34 v)
* e ° Cellule:
* E ° Cell =E ° (réduction) - E ° (oxydation) =+0,34 V - (+0,76 V) =-0,42 V
* k:
* K =exp (NFE ° Cell / RT) =Exp ((2 mol) (96485 C / mol) (- 0,42 V) / (8,314 J / mol · k) (298 K)))
* K ≈ 1,1 x 10⁻¹⁴
Remarques importantes:
* Les potentiels de réduction standard sont généralement donnés à 25 ° C (298 K). Si la température est différente, vous devez utiliser l'équation de Nernst avec la température appropriée.
* La constante d'équilibre sera grande (k> 1) pour les réactions avec une cellule E ° positive, indiquant que les produits sont favorisés à l'équilibre. Pour les réactions avec une cellule E ° négative (K <1), les réactifs sont favorisés à l'équilibre.
* La constante d'équilibre est indépendante des concentrations initiales de réactifs et de produits. Cela ne dépend que de la température et du potentiel cellulaire standard.
N'oubliez pas de toujours vérifier vos unités et assurez-vous que les valeurs sont cohérentes avec l'équation utilisée.
