標準電極電位を求める問題

質問

ある電極反応M＾3＾＋ ＋ 2e＾－⇄M＾＋について、M＾3＾＋の90％がM＾＋に還元された時の電位が＋0.53Vを示した。この系の標準電極電位を求めてください。

途中の計算過程も詳しく書いてくださると助かります。
よろしくお願いします。

回答No.3

hydrophobic

酸化還元電極系
同じ元素でイオン価の異なる2種類のイオンM(m)+,M(m-n)+を含む溶液に白金のような不活性な金属を浸した電極系で、M(m)+,M(m-n)+|Ptで表される電極反応式は、
M(m)+＋ne-⇔M(m-n)+
この反応のネルンスト式は、
E＝E゜－RT/nF×ln(aM(m-n)+/aM(m)+)
M3+＋2e-→M+
E＝E゜－RT/nF×ln([M+]/[M3+])
＝E゜－0.0591/2×log([M+]/[M3+])

回答No.2

hydrophobic

(1)電極電位
酸化還元対から成る半電池反応
OX＋ne-⇔Red
の電極電位は次に示すネルンスト式
E＝E゜－RT/nF×ln(aRed/aOx)
で表される。E゜は,2H+＋2e-⇔H2,E゜≡0.00V
を基準とした値で標準電極電位とよばれる。
nは移動する電子数,R＝8.314JK-1mol-1,T＝298K,F＝96500Cmol-1
E＝E゜－0.0591/n×log(aRed/aOx)
(2)半電池の型と電極電位
酸化ー還元電極
M3+(0.1),M+(0.9)|Pt
M3+＋2e-→M+
E＝E゜－0.0591log([M+]/[M3+])

回答No.1

nious

此の問題は次のようなガルバニセルの起電力が 0.53(V) であったと解釈すればよいでしょう。

H2(g), Pt｜H^+(1M) || M^3+, M^+｜Pt

左側の電極は SHE (標準水素電極) です。右側の電極では M^3+ が 90(%) 還元されているから [M^3+]＝C(1ー0.9)＝0.1C、[M^+]＝0.9C として考えます。ネルンストの式から、

右側電極電位：Er＝Er°ー(RT/2F)＊ln([M^+]/[M^3+])
左側電極電位：El＝0.00(V)
起電力：ErーEl＝Er°ー(RT/2F)＊ln(0.9C/0.1C)＝0.53(V)
Er°ー(RT/2F)＊ln(9)＝0.53(V)
Er°＝0.53(V)＋(RT/2F)＊ln(9)＝0.56(V)、(25℃)

従って 酸化還元系：M^3+ + 2e^- ⇔ M^+ の標準電極電位：E°＝0.56(V) になるでしょう。