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Équation de Nernst en termes de pH

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Lors des conférences 13 et 14, nous avons discuté de la série de séries de réduction standard. Par conséquent, nous avons remarqué que le potentiel de réduction standard de l'hydrogène est considéré comme 0, et que les potentiels de réduction potentialstandard des métaux qui sont supérieurs à 0 sont considérés comme nobles. Et si les métaux qui ont un potentiel de réduction standard en dessous de la valeur ah 0, ils sont considérés comme des composants actifs. Maintenant, nous avons commencé à examiner les différentes actions possibles, qui sont possibles, impliquant l'oxygène, l'ion hydrogène, l'ion OH et le H 2 O. Et nous avons commencé à regarder ah comment calculer le potentiel de réduction standard pour ces quatre réactions cathodiques majeures. Et à la conférence 15, nous poursuivrons notre discussion sur ces quatre réactions. Puis nous avons commencé à regarder les réactions cathodiques, qui sont possibledans le milieu de l'eau en considérant l'oxygène, l'eau, ainsi que l'ion hydrogène, et ensuite nous avons vu qu'il y a quatre réactions. Et ces quatre réactions, un ensemble est oxygénplus 4 H plus plus 4 e égal à 2 H 2 O ; un autre comme O 2 plus 2 H 2 O plus 4 e 4 OH moins. Et intéressant l'équation de Nernst en termes de pH, il se résume à E 0 O 2 H 2 O, wecan écrit directement cette valeur, il arrive près de 1,227, je peux écrire que je peux écrire 1,23 moins 0,0591 pH. De même, cette équation de Nernst pour cette seule aussi elle se déforme jusqu'à 1,23 moins 0,0591 pH. Donc, je peux écrire 1,23, parce que la valeur que nous avons obtenue était de 1,228, donc je peux écrire comme 1,23. Donc, vous voyez l'équation, si vous essayez d'avoir un tracé entre le potentiel et le pH, ils tomberont sur la même ligne. Mais il se produira une réaction de première réaction lorsque le pH est inférieur à 7. Et il se produira une seconde réaction; lorsque le pH est supérieur à 7, c'est ce qui se produit dans le milieu de base des neutralou. Et cela se produit en milieu acide, parce que cela implique l'hydrogène, et cela implique de l'eau. Et finalement, nous obtenons le OH moins, donc cela augmenterait la basicité de la solution. De même, nous avons discuté de deux autres réactions, soit 2 H plus + 2 e égal à H 2 ainsi que H 2 O plus 2 e égal à H 2 plus 2OH moins. C'est comme nous l'avons mentionné que l'équation de Nernst 2 H plus H 2 égale tominus 0.0591 pH. En termes de pH, aussi nous avons vu que, il va y aller, je peux écrire indéfit, je peux écrire E ox par rouge pour cette réaction égale à moins 0,0591 pH équation. Et si nous les placerons sur la parcelle E versus pH, ils se trouvent sur la même ligne, mais ceci sera valable pour un pH de moins de 7, et ceci serait valable lorsque le pH est supérieur à 7. Donc, ici aussi, il sera valide en milieu neutre ou basique ou ceci sera valide en milieu acide. Maintenant, alors que nous essayons de dessiner pour le pH et E, et que nous nous souvenons de ce potentiel, nous mesurons par référence à une électrode standard de réduction de l'hydrogène, l'électrode S H E, nous l'appelons S H E, qui est appelé électrode.Donc, il y a une valeur potentielle de 0 à 25 degrés Celsius, et 1 pression atmosphérique d'hydrogengas. Donc, nous parlerons de l'électrodelittle standard plus tard. Et nous allons discuter de deux ou trois électrodes standard importantes, une électrode standard à hydrogène Ag AgCl, et une électrode de calomel standard. On y voit comment ces constructions se sont produites, et quels sont les avantages pour différents niveaux d'électrodes standard. Maintenant, si nous essayons de les représenter, si cet îlot nous dit 1,23, quand le pH est égal à 0. Donc, si nous voyons ces deux réactions, elles sont en fait si c'est le tracé, c'est le tracé, alors si c'est le pH égal à 7, alors firstreaction sera à la hauteur de ça. C'est la première réaction, si on considère que c'est 1, c'est 2, c'est à 3 et c'est à 4. Donc, c'est le 1er, car le pH est de 7. Et le deuxième si je considère ça, le deuxième commence à partir de ça, et ça continue, donc c'est 7. Donc, c'est la 1ère réaction, c'est 2ème réaction.Maintenant, si j'essaie de voir la variation pour ces deux réactions, alors on peut avoir une autre intrigue on dit que c'est 0 volt, c'est en volt, 1,23 volt est ce point. Donc, maintenant, cette situation sera parallèle à cette situation. Et encore une fois, ce point est le pH égal à cette ligne est pHequal à 7. Donc, la 3ème équation sera valide ici, et la 4ème équation sera valide ici. Donc, c'est le complot. Et en fait, entre nous avons H 2 O, au-dessus de ce que nous avons O 2, et en dessous de ce que nous avons la génération H 2. Donc, nous en parlerons à nouveau. Lorsque nous parlons de lignes de stabilité de l'eau, il s'agit essentiellement de deux lignes de stabilité, et entre l'eau est stable. Maintenant, si je continue notre discussion sur ce sujet sur la même ligne, maintenant nous voyons que même s'il ne concerne pas le métal pur et l'alsoit implique l'eau, ah l'ion hydrogène aussi bien que l'oxygène, alors nous voyons aussi ah un potentiel de réduction des points de vue. Il s'agit essentiellement des valeurs de réduction standard des effets de réduction des thesetwo. Désolé pour ce potentiel de réduction standard que nous avons trouvé, je pense que si nous nous souvenons, cette valeur était de 0.401 volt, et ici le potentiel de réduction standard était de 1,23 volt. Donc, nous avons un potentiel de réduction standard pour les réactions impliquant plusieurs autres constituants autres que les ions métalliques. Maintenant, ici aussi, nous pouvons constituer des séries de potentiel de réduction standard pour d'autres réactions réductionelles, où l'hydrogène bien sûr, sera assis à 0 point. Et puis plus de 0, nous pouvons l'appeler comme de fortes réactions de réduction, et en dessous de l'hydrogène nous avons des réactions d'oxydation, parce que si en comparaison avec l'hydrogène je dirais, si j'ai l'air de la série certaines de la série par exemple, ah une série nous laisse lookat ceci, il s'agit de séries de potentiel de réduction standard pour les séries potentielles pour les métaux aswell comme des éléments purs. Donc, maintenant vous voyez de l'or, c'est ici, qui est 1.50 est de potentiel de réduction hautement positivestandard. Et si je compare l'hydrogène, l'hydrogène est là. Donc, si on déteste la combinaison entre l'or et l'hydrogène, j'ai toujours l'évolution de l'hydrogène. Et s'il y a des ions d'or présents dans la solution, l'or sera en or immédiatement déposé. De même, si je compare l'or et l'argent de l'or et de l'argent, alors l'or est un potentiel de réduction standard de 1,50, et il est de 0,80, donc, l'or est très noble par rapport à l'argent. Donc, si vous avez de l'argent en alliage d'argent, alors si nous trempons dans un milieu acide, alors l'or restera, l'argent se dissolvent, et nous pouvons avoir une structure d'or poreuse. Et ces porosités pourraient être dans une gamme nanométrique, c'est ce que nous appelons le matériau nanoporeux. Donc, c'est la route habituelle de faire de la nanoporousor, parce qu'une fois que nous avons une combinaison d'or et d'argent, le composant actif aspirant l'argent, donc l'argent se dissolvent. Et depuis, l'or a un très haut potentiel de réduction standard, donc il essaierait de se réduire ou il essaierait d'essayer de rester en arrière. Maintenant, si je roule si je roule, puis allez à l'écran entier à nouveau. Maintenant, ici j'ai placé l'hydrogène ici, c'est la partie hydrogène. Maintenant, si j'essaie de regarder le zinc, c'est zinc.Donc, le potentiel de réduction du zinc est négatif, où le potentiel de réduction de l'hydrogène est 0, c'est quoi quand vous avez un milieu acide suffisant si vous avez une plaque de zinc, de sorte que vous avez une évolution immédiate de l'hydrogène, parce que l'ion hydrogène serait immédiatement réduit et le zinc se dissoudrait rapidement. De la même façon, si nous voyons cela et cela, nous pourrions voir que le fer se dissoudrait et que l'hydrogène ferait de l'hydrogène se déferle, puis formerait du gaz d'hydrogène. Là aussi, le fer se dissolvent rapidement, car le potentiel de réduction est plus faible que celui de l'hydrogène oxy [ gen ]. Maintenant, si vous comparez le fer et le zinc, le fer est moins 0,44 et le zinc est moins 0,76. Donc, je vois aussi que si nous avons un couple entre fer et zinc, le fer a un potentiel de réduction plus élevé que le zinc. Donc, la possibilité serait le fer de déposer ou de rester en arrière, et le zinc se dissoudrait. Donc, maintenant vous pouvez voir que si nous choisissons toute une de ces séries en particulier une série de ces éléments purs, et si nous le club avec un autre élément, où le potentiel de réduction est en dessous de l'earlierone, alors le plus tôt agira noble, et le bas un sera actif dans ce couple particulier, de sorte que l'information nous pouvons certainement en tirer. Mais, en se souvenant que c'est pour le métal pur, euh nous n'avons pas nous ne parlons pas des alliages, c'est une pure situation 100% pure. Maintenant, si je retourne dans d'autres cas, comme je vous ai dit qu'il pourrait y avoir une situation, où vous pouvez avoir une réaction, qui ne sont pas pris en compte dans les éléments purs plutôt qu'il pourrait y avoir plusieurs espèces. Ici aussi je peux havea un complot comme ça. Si je vais à plein écran, si vous voyez ça, l'hydrogène, c'est de l'hydrogène stayinghere. Maintenant, la réaction que nous avons prise en compte dans notre ah dans notre cas était thisone. Si vous voyez celui-ci, alors c'est la réduction de l'oxygène en milieu neutre ou basique, le potentiel de réduction de thestandard de 0,401, donc ici il est écrit 0.40, et l'hydrogène is00. Donc, si nous avons une combinaison entre ces deux, alors certainement ce sera de préférence un potentiel de réduction, l'autre serait des réactions d'oxydation. De même si j'essaie de voir ah 1.23, cette réaction désolée cette réaction, qui est la réduction de l'oxygène dans un milieu acide en condition acide, elle est très positive comme comparedto de l'hydrogène. Donc, ah ce sera une réaction de réduction préférée, si nous avons un médium acide et dissoudre l'oxygène. Maintenant, si nous comparons le fer et ceci, alors thesetwo si nous comparons nous disons en solution acide, nous avons de l'oxygène dissous. Et là nous avons dipin ah ah désolé pas si ce n'est pas celui-ci, si je vois ah, laissez-nous dire que je peux mettre inici en lui-même, il est noté en bas. Si on voit du fer plus plus 2 e égal au fer, le potentiel de réduction standard du potentiel de réduction est de 0,44 volt. Donc, il est couché en dessous de l'hydrogène. Donc, si j'ai du fer dans un milieu acide, alors bien sûr, ces réactions cathodiques isone, et il s'agit d'une autre réaction cathodique, à la fois la reactionscan cathodique est une possibilité. Donc, le fer se dissoudrait, et ce sont les réactions.Donc, comme ça, on peut descendre. Donc, comme par exemple, ces réactions si j'ai pris en considération cette réaction, ces réactions ne sont pas en train de prendre en compte les dépôts métalliques d'ions métalliques, plutôt ici nous envisageons la réduction du fer ferrique, et ça va au Fe 2 plus. Et l'ouest que le potentiel de réduction est de 0,77 volt, ce qui est bien sûr le potentiel de réduction standard, parce que vous voyez ici E 0 est mentionné. Il s'agit d'une très forte réaction réductionelle. Donc, maintenant, comme nous l'avons mentionné dans la caseof zinc dissolution une corrosion du zinc en milieu acide, nous avons dit que si nous avons un Hcl pur, alors la réaction de réduction est déjà une réaction simple qui est l'évolution de l'hydrogène. Mais, oncewe have little bit of ferric iron in it which is considered as impureté, then this reductionreaction can also take place, so which is a very very strong reduction reaction. Donc, le taux de dissolution du zinc augmenterait. Maintenant, il y a un autre exemple où nous considérons trois réactions de réduction. Par exemple, dans un milieu acide, nous trempons du zinc, et puis il y a du fer ferrique et aussi bien que nous dissolvons de l'oxygène, alors cette réaction peut aussi se produire. Donc, vous avez trois réactions de réduction, celle-ci, celle-ci, ainsi que celle-ci, pour qu'elles augmentent sans aucun doute les dissolutions. Donc, de ce qui est intéressant, chaque fois qu'on parle de E 0, même si les réactions ne contiennent que des ions comme l'exemple que nous avons donné ici. Rappelez-vous que les activités de ces ions dans ce milieu aqueux seront de 1, donc c'est ce que dans cette équation de Nernst. Donc, si j'écris que Nernstéquation E égale à E 0 plus ox par le bœuf rouge par rouge plus RT nF ln a ox rouge. Donc, dans ce cas, celui-ci et celui-ci sera toujours 1, quand on parle de potentiel de réduction standard. Donc, il y a aussi, par exemple, si je considère cette situation particulière, l'activité de cela et l'activité de ce sera 1, alors seulement nous pouvons réaliser ce potentiel, donc ce sont des tables. Par exemple, si j'ai fait défiler vers le bas si je roule vers le bas, puis againgo sur le plein écran. Vous voyez ici que nous avons de l'hydrogène ici, c'est de l'hydrogène. Maintenant, ah les autres réactions si on le considère, c'est donc les réactions que nous avons considérées comme des ahidements basique ou neutre. Donc, ah c'est un pH supérieur à 7, ce bonheur est inférieur à 7. Donc, maintenant c'est une très forte réduction des réactions d'oxydation, quand on compareavec ça. De même, nous avons ceci, qui est moins 0.44zinc. Si je vais au zinc, le zinc est moins 0.76. Même l'aluminium, c'est moins 1,66. Et magnésiumif que vous voyez le magnésium c'est ça. Alors, pourquoi j'ai pris de l'importance sur l'aluminiumet le magnésium aussi bien que le zinc, si je dis ce zinc. Donc, maintenant, ces éléments, le zinc, le magnésium et l'aluminium, sont des éléments très actifs. Et le magnésium bien sûr, c'est un élément très actif. Et vous pourriez avoir un ah vous vous ferez passer que le magnésium est une anode sacrificielle très populaire, même le zinc andis aussi utilisé comme une anode sacrificielle très populaire. L'aluminium est un problème, bien qu'il soit utilisé, si nous en maintenons la nature active. Mais, l'aluminium a un problème, ils ont de l'aluminium a eu une tendance inhérente à se faire passivated, donc il passivates, et quand il passivates, donc il forme de l'oxyde d'aluminium à la surface. Donc, alors il ne restera plus en tant que composant actif. L'aluminium a un problème. Donc, nous discuterons aussi plus tard. Mais, pour l'instant, vous voyez que si je compare le parce que les applications d'ingénierie utilisent encore le fer. Donc, afin d'arrêter cette réaction, lorsque nous essayons d'arrêter ces réactions ou de minimiser ces réactions, nous devons avoir une réaction contre-anodique, donc qui fournira des électrons pour ces réactions. Ainsi, la dissolution du fer sera minimisée, mais, bien sûr, la dissolution du zinc augmenterait. De même que si nous club le fer et le magnésium, la dissolution du magnésium augmenterait, donc c'est ce que le magnésium et le zincthey sont utilisés comme anode sacrificielle pour la protection de l'objet en fer. Donc, à partir de là, maintenant on revient à l'importance de cette série. Comme nous l'avons mentionque la série est construite sur la base de valeurs thermodynamiques aussi bien que de critères inhérents à la ah, c'est qu'ils doivent être à l'état standard. Ces ions et ces espèces doivent être des états inhabituels, et les activités doivent toujours être 1. Et dans le cas des métaux, c'est une condition de puremetal. Et à partir de là, nous pouvons certainement faire de ce que l'on agirait comme de la nobleone, et que l'on agirait comme étant actif. Donc, le métal actif, le métal noble peut être juste de ceci en regardant cette série ou la réaction active ah ou la réaction cathodique peut être juste à partir de ces séries. C'est la série, où je peux voir quelle réaction va être la réaction cathodique, quelle réaction va être des réactions anodiques que nous pouvons faire aussi. Mais, ce qui est intéressant, cela ne sera pas en mesure de dire peu de choses, par exemple les métaux. Dans les applications pratiques, nous avons des alliages, mais ce tableau ne convient pas aux alliages, parce qu'il y a une activité des ions ne peut pas être 1 ; ou l'activité du métal dans la métallurgie, étant donné qu'il s'agit d'un alliage, l'activité ne peut pas être aussi 1. Par exemple, disons que le silverzinc, l'argent est 50, le fer est du zinc 50, de sorte que l'activité du zinc ne peut pas être 1 est not1 dans cet alliage, de sorte que cette série particulière ne sera pas prise à dessein. Deuxièmement, nous supposons que, dans cette solution, nous avons ces espèces afin d'avoir des réactions cathodiques anodiques. Mais, la plupart des situations, vous verrez que s'il y a des réactions anodiques, alors c'est certain que ces ions sont en train de se former. Mais il se peut qu'il n'y ait pas d'ions cathodiques que les ions de ce métal particulier disponibles dans le système, que nous tenions à obtenir réducedplutôt la réaction de réduction serait quelque chose de différent. Donc, ces informations ne sont pas non plus faites, donc c'est ce que cette série est une série théorique, plus pratique est la série galvanique. Nous poursuivrons notre discussion sur ces deux séries ah en conférence de deuil. Alors, arrêtons ici. Je vous remercie.