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Equação Nernst em termos de pH

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Nas palestras 13 e 14, discutimos séries de potencial de redução padrão. E, assim, temos notado que ah o potencial de redução padrão de hidrogênio é considerado como 0, e as potencialpadrões de redução de metais ah que são maiores que 0 são consideradas tobe nobres. E se os metais que estão com potencial de redução padrão abaixo de ah 0 valor, são considerados como componentes ativos. Agora, então começamos a olhar para ah diferentreações que são possíveis ah envolvendo oxigênio, hidrogênio íon, OH ion e H 2 O. E então começamos a olhar para ah como calcular o potencial de redução padrão para aquelas quatoras reações catódicas. E na palestra 15, continuaremos nossa discussão sobre isso onaquelas quatro reações. E então começamos a olhar para as reações catódicas, que são possíveis de meio de água considerando oxigênio, água, assim como íon de hidrogênio. E então vimos que há quatro reações. E essas quatro reações, um conjunto é oxigenado 4 H mais 4 e mais 4 e igual a 2 H 2 O; outro como O 2 mais 2 H 2 O mais 4 e 4 OH menos. E curiosamente a equação de Nernst em termos de pH, resume-se a E 0 O 2 H 2 O, wecan escreva logo este valor, ele está chegando perto de 1,227, eu posso escrevo-lo este eu posso escrever 1,23 menos 0,0591 pH. Da mesma forma, esta equação de Nernst para este oneigualmente resume-se a 1,23 menos 0,0591 pH. Então, eu posso estou escrevendo 1,23, porque o valor que nós obtivemos foi 1,228, então eu posso escrever como 1,23. Então, você vê a equação, se desmando para ter um enredo entre potencial e pH, eles cairão na mesma linha. Mas, para ocorrerá a ocorrência de primeira reação acontecerá, quando teremos pH inferior a 7. E ocorrência de segunda reacionalidade aconteceria, quando pH maior que igual a 7, portanto, é isso que acontece em meio básico de neutralor. E isso acontece em meio ácido, porque isso envolve o íon hidrogênio, e isso envolve água. E então, finalmente, chegamos a OH menos, então aumentaria a tebasicidade da solução. Da mesma forma, tínhamos discutido sobre mais duas reações, que é de 2 H mais 2 e igual a H 2, bem como H 2 O mais 2 e igual a H 2 mais 2OH menos. Isto é como mencionamos que a equação de Nernst 2 H mais H 2 igual tominus 0,0591 pH. Em termos de pH, assim também vimos que, ele vai até então, eu posso escrever ao invés disso, posso escrever E ox por vermelho para esta reação igual a menos 0,0591 pH mesma equação. E se planejarmos eles na trama E versus pH, eles vão se deitar na mesma linha, mas este será válido para pH menor que 7, e este seria válido quando pH maior que igual a 7. Então, aqui também ele será válido em meio neutro ou básico ou este será válido em meio ácido. Agora, à medida que tentamos desenhar para pH e E, e lembrando esse potencial estamos medindo com referência a um padrão de redução de hidrogênio padrão ah eletrodo S H E, chamamos de S H E, que se chama eletrode.padrão de hidrogênio padrão, lá o valor potencial é de 0 a 25 grau Celsius, e 1 de pressão de atmosfera de hidrogengas. Então, falaremos sobre o eletrodelittle padrão depois. E discutiremos dois importantes ou três eletrodos padrão importantes, oneis padrão eletrodo de hidrogênio Ag AgCl eletrodo e eletrodo padrão calomel. Lá, veremos que como essas construções aconteceram, e quais são os benefícios para diferentes níveis de eletrodos padrão. Agora, se tentarmos tristá-los, portanto, se esta islet us dizer 1,23, quando pH igual a 0. Então, agora se vemos essas duas redações, elas são na verdade se esta é a trama esta é a trama, então se este for o pH igual a 7, então a firstreação estará à altura disso. Esta é a primeira reações, se considerarmos que esta é de 1, esta é de 2, esta é de 3 e esta é ser 4. Então, este é o 1o, porque o pH é de 7. E o 7 se eu considerar isso, o 7 começa a partir disso, e o então continua, então este é 7. Então, esta é a primeira reação, esta é a segunda reação.Agora, se eu tentar ver a variação para essas duas reações, então novamente podemos ter anoterplot deixe-nos dizer que este é 0 volt, isto é em volt, 1,23 volt é este ponto. Então, agora againisto será linha paralela a isso. E, novamente, este ponto é pH igual a esta linha é pHequal a 7. Então, a equação do 3o será válida aqui, e a quarta equação será válida aqui. Então, esta é a trama. E de fato, em entre nós temos H 2 O, acima que temos O 2, andabaixo que temos a geração H 2. Então, falaremos sobre isso novamente. Quando falamos de linhas de estabilidade de aboutah de água, estas são basicamente duas linhas de estabilidade, e em entre a água é estável. Agora, se eu continuar a nossa discussão sobre isso na mesma linha, agora vemos que mesmo que não seja envolvendo metal puro e alsoit envolve água, ah hidrogênio também como oxigênio, então também chegamos a ver ah um potencial de redução de padrões. Trata-se basicamente dos valores potenciais de redução padrão para as reações de redução de duas. E desculpe por isso o potencial de redução padrão que encontramos acho que se lembrarmos, esse valor foi de 0,401 volt, e aqui o potencial reducionador foi de 1,23 volt. Então, nós temos potencial de redução padrão para reações involvingando vários outros constituintes além de íons de metal .Agora, aqui também podemos constituir séries de potencial de redução padrão para outras reações reducionistas, onde o hidrogênio é claro, estará sentado a 0 ponto. E então acima de 0, será que podemos chamá-lo como fortes reações de redução, e abaixo do hidrogênio temos reações de oxidação, pois se em comparação com o hidrogênio eu diria .Agora, se eu olhar ah a série alguma da série por exemplo, ah uma série é deixe-nos observar isso, esta é série de potencial de redução padrão para potenciais séries para metais asbem como elementos puros. Então, agora você vê ouro, isso é aqui, que é 1,50 é de potencial de redução altamente positivandarista. E se eu comparar hidrogênio, o hidrogênio está aqui. Então, se nós havetemos combinação entre ouro e hidrogênio, eu sempre obtenho a evolução do hidrogênio. E se houver quaisquer íons de ouro presentes na solução, o ouro ficará em ouro imediatamente depositário. Da mesma forma, se eu comparar ouro e prata goldand prata, então o ouro é potencial de redução padrão é 1,50, e é 0,80, portanto, isso significa, o ouro é altamente nobre em comparação com a prata. Então, agora se você tem liga de prata dourada, então se a mergulharmos em meio ácido, então o ouro permanecerá, a prata se dissolveria, e então poderemos ter uma estrutura de ouro porosa. E essas porosidade poderiam estar em uma faixa nanométrica, soque é o que chamamos de material nanoporoso. Então, essa é a rota usual de fazer nanoporousouro, pois uma vez que temos uma combinação de ouro e prata, o componente ativo se tornaria prata, então a prata se dissolveria. E já que, o ouro tem um potencial reducionador de altíssimo padrão, então ele tentaria se reduzir ou ele tentaria ficar de volta .Agora, se eu enrolar se eu rolar para baixo, e depois ir para tela inteira novamente. Agora, aqui eu tenho colocado hidrogênio aqui esta é parte de hidrogênio. Agora, se eu tentar olhar para o zinco, este é zinc.Então, o potencial de redução de zinco é negativo, onde o potencial de redução de hidrogênio é 0, soque é o que quando você tem ah meio ácido suficiente se você tem placa de zinco, de modo que iso você tem evolução imediata do hidrogênio, pois o íon hidrogênio ficaria imediatamente reduzido e o zinco iria se dissolver rapidamente. Da mesma forma, se vemos isso e isto, assim também poderíamos ver que o ferro se dissolveria, e o hidrogênio iria hidrogênio íon seria getreduzido, e então formaria gás hidrogênio. Lá também o ferro se dissolveria rapidamente, becauseiron tem um potencial de redução menor em comparação com o hidrogênio oxy [gen]. Agora, se você comparar ah ferro e zinco, o ferro é menos 0,44 e o zinco é menos 0,76. Então, lá também eu pude perceber que, se temos um casal entre ferro e zinco, o ferro tem um potencial redutor mais elevado em comparação com o zinco. Então, a possibilidade seria de ferro depositar ou ficar de volta, e o zinco se dissolveria. Então, agora você pode ver que se escolhermos qualquer uma dessas séries em particular uma série qualquer um desses elementos puros, e então nós o discamos com outro elemento, onde o potencial de redução está abaixo do earlierone, então o anterior irá agir nobre, e o de baixo irá agir ativo aquele casal em particular, de modo que informações definitivamente nós possamos obter a partir disso. Mas, ao lembrar que é para metal puro, ah nós não temos não estamos falando de ligas, esta é completely100 por cento pura situação. Agora, se eu voltar para outros casos, como a forma como eu te disse que poderia haver situação, onde você pode ter reação, que não são considerados em elementos puros em vez disso poderia haver várias espécies. Aqui também eu posso havea enredo como este. Se eu for para a tela cheia, se você ver isso, o hidrogênio novamente ele está estagiando aqui o hidrogênio. Agora, a reação nós o que considerávamos em nossa ah no nosso caso foi essa. Se você ver esta, então esta é a redução de oxigênio em meio neutro ou básico, potencial de redução de thestandard de era 0,401, portanto aqui ele é escrito 0,40, e hidrogênio is00. Então, se nós temos uma combinação entre esses dois, então definitivamente isso será preferir um potencial de redução, o outro seria reações de oxidação .Agora, similarmente se eu tentar ver ah 1,23, essa reação desculpe essa reação, que é a redução de oxigênio em meio de água em condição ácida, ela é altamente positiva como comparada ao hidrogênio. Então, ah essa será uma reação de redução preferida, se temos ácido médio e dissolver oxigênio. Agora, se compararmos o ferro e este, por isso, estes dois se compararmos deixam-nos dizer em solução ácida, dissolvemos o oxigênio. E lá nós dipin ah ah desculpem não este ah não este não este, se eu vejo ah deixe-nos dizer que tenho eu posso colocar inaqui em si mesmo, nota-se para baixo. Se vermos ferro mais mais 2 e igual a ferro, o potencial de redução de padrão potencial de redução é de 0,44 volt. Então, ele está deitado abaixo deste hidrogênio abaixo. Então, lá se eu tenho ferro em meio ácido, então é claro, esta isona reações catódicas, e esta é outra reação catódica, tanto que o reacionarismo catódico seja uma possibilidade. Então, o ferro se dissolveria, e estes são os reacionários catódicos. Então, assim, podemos ir para baixo. Então, como por exemplo, essas reações se eu considerarmos essa reação, estas não estão considerando qualquer metal ion metal ah deposição, em vez disso estamos considerando a redução do ferro férrico, e ela vai para o Fe 2 mais. E wesee que o potencial de redução é de 0,77 volt, o que é claro, potencial de redução padrão, porque aqui você vê o E 0 é mencionado. Agora, trata-se de uma reação reducionista de redução muito muito forte. Então, agora ah em como mencionamos em caseof de zinco dissolução de uma corrosão de zinco em meio ácido, dissemos que se temos um Hcl puro, então a reação de redução já é única que é a evolução do hidrogênio. Mas, oncewe tem pouco ferro férrico nele que é considerado como impureza, então essa reação reducionista também pode ocorrer, então o que é uma reação de redução muito forte. Então, então a taxa de dissolução de zinco aumentaria .Agora, houve outro exemplo, onde consideramos três reações de redução. Por exemplo, no meio ácido, nós mergulhamos o zinco, e então lá temos ferro férrico e assim como havemos de havedissolver oxigênio, então essa reação também pode acontecer. Então, você tem três reações de redução; esta, esta esta aqui, assim como esta, para que aumentariam definitivamente o terratado de dessoluções. Então, a partir disso um interessante, sempre que se fala de E 0, mesmo que as reações contenham apenas íons como o exemplo o que se teceu aqui. Lembre-se, as atividades daqueles íons naquele meio de vontade média aquosa serão de 1, portanto, é isso que naquela equação de Nernst. Então, se eu escrevo que Nernstequação E igual a E 0 mais boi por boi vermelho por vermelho mais RT nF Em um vermelho de boi. Por isso, neste caso, este e este sempre serão 1, quando falamos de potencial de redução padrão. Então, lá também por exemplo, se eu considerar essa situação particular, a atividade desta e atividade desta será 1, então só nós podemos alcançar esse potencial. Então, estas são ah table. Por exemplo, se eu eu esrole para baixo se eu rolar para baixo, e depois againgo para a tela cheia. Você vê agora aqui nós temos hidrogênio aqui; isto é hidrogênio. Agora, ah as outras reações se considerarmos isso, então esta foram as reações que considerávamos ahfor basic ou neutro. Então, ah isso é pH maior do que igual a 7, este happenspH menor que 7. Então, agora esta é uma reações de oxidação de redução muito forte, quando comparamos com isso. Da mesma forma, temos isso, que é menos 0.44zinc. Se eu for para o zinco, o zinco é menos 0,76. Mesmo o alumínio, é menos 1,66. E magnesiumse você ver o magnésio é este. Então, por que eu tenho eu estou colocando ah importância sobre o alumínio e magnésio assim como o zinco, se eu disser este zinco. Então, agora ah esses elementos zinco, magnésio e alumínio estes são elementos muito ativos. E magnésio do curso, é um é altamente activeelemento. E você pode ter um ah te you you you mightcome across aquele magnésio é um muito popular ah sacrificial anode, até zinco andis também usado como um ânodo sacrificial muito popular. O alumínio é um problema, apesar de wecan ser usado, se mantemos a natureza ativa dele. Mas, o alumínio tem um problema, tem o alumínio tem dentro tem a tendência inerente de ficar passivado, então ele passivata. E quando ele passivata, assim forma óxido de alumínio na superfície. Então, então ele vai nolonger permanecer como componente ativo. Então, o alumínio tem um problema. Então, vamos discutir essa coisa mais tarde também. Mas, por enquanto você vê que se eu comparar o porque mostof as aplicações de engenharia ainda usam ferro. Então, para interromper essa reação, quando tentamos parar com essas reações ou minimizar essas reações, temos que ter uma reações contranódicas, de modo que fornecerá elétrons para essas reações. Por isso, a dissolução de ferro será minimizada, mas é claro que a dissolução de zinco aumentaria. Assim como se usarmos magnésio de ironismo, a dissolução de magnésio aumentaria, de modo que é o que magnésio e zinceles são usados como um ânodo sacrificial por proteger o objeto de ferro .Então, a partir disso, agora a gente volta para ah essa importância da série. Como temos mendigado que as séries são construídas com base em valores termodinâmicos assim como ah os critérios inerentes são eles têm que ser estaduais padrão. Esses íons e espécies devem ser estados de instandard, e as atividades devem ser sempre 1. E em caso de metais, é uma condição de puremetal. E a partir disso, podemos definitivamente fazer com que aquele que um agiria como nobleone, e qual deles atuaria como ativo. Por isso, metal ativo, metal nobre pode ser apenas fromthis olhando para esta série ou ativa ah reação ou reação catódica pode ser justfrom dessas séries. Esta é a série, onde eu posso ver qual reação vai ser a catodicreação, qual reação vai ser reações anodicas que também nós podemos fazer .Mas, curiosamente isso não será capaz de dizer poucas coisas, por exemplo metais. Em mostof as aplicações práticas, temos ligas, mas esta tabela não será adequada para as ligas, pois lá a atividade dos íons pode não ser de 1; ou atividade de metal na metallicpart, uma vez que é uma liga, a atividade pode não ser de 1 também. Por exemplo, digamos silverzinco, a prata é 50, o ferro é o zinco é 50, de modo que a atividade de zinco do caso pode não ser 1 é not1 naquela liga, portanto, caso esta série específica não venha para o purpose.Agora, em segundo lugar presumimos que nessa solução temos essas espécies a fim de ter reações anódicas catodicor. Mas, a maioria das situações, você veria que ah se há reações anodicas, então definitivamente aqueles íons estão se formando. Mas, pode não haver o catódico de que íons que existem íons desse metal específico disponíveis no sistema, o qual tentaríamos obter reducedreno a reação de redução seria algo diferente. Então, essas informações também não se fazem, de modo que é o que esta série é uma série teórica, mais práticas de propositarias são as séries galvanicas. Vamos continuar nossa discussão sobre essas duas séries ah em ournext palestra. ah Então, vamos parar por aqui. Obrigado.