الگوریتم چهارمرحلهای
پتانسیلهای کاهش را مقایسه کن، کاتد را مشخص کن، نیمواکنش آند را برای اکسایش برگردان و سپس E°cell را محاسبه کن.
پتانسیل کمیت شدتی است؛ هنگام ضرب نیمواکنش برای موازنه، عدد E° را ضرب نکن.
سؤال ۱: سلول روی–مس
E°(Cu²⁺/Cu)=+0.34 V و E°(Zn²⁺/Zn)=−0.76 V. پتانسیل سلول را بیابید.
پاسخ: Cu کاتد و Zn آند است؛ E°cell=0.34−(−0.76)=1.10 V.
سؤال ۲: تعیین الکترودها
در همان سلول، کدام فلز اکسید و کدام یون کاهش مییابد؟
پاسخ: Zn(s) اکسید و Cu²⁺ کاهش مییابد؛ روی آند و مس کاتد است.
سؤال ۳: جهت الکترون
الکترون در مدار خارجی سلول Zn/Cu از کجا به کجا حرکت میکند؟
پاسخ: از آند روی به کاتد مس.
سؤال ۴: سلول منیزیم–نقره
E°(Ag⁺/Ag)=+0.80 V و E°(Mg²⁺/Mg)=−2.37 V. E°cell چیست؟
پاسخ: Ag کاتد است؛ E°cell=0.80−(−2.37)=3.17 V.
سؤال ۵: یافتن پتانسیل مجهول
E°cell=1.50 V و E° آند به صورت پتانسیل کاهش −0.50 V است. E° کاتد را بیابید.
پاسخ: 1.50=E°cathode−(−0.50)، پس E°cathode=1.00 V.
سؤال ۶: خودبهخودیبودن
E°cell مثبت برای جهت نوشتهشده چه برداشتی میدهد؟
پاسخ: واکنش در شرایط استاندارد و جهت نوشتهشده خودبهخودی است.
سؤال ۷: وارونهکردن سلول
اگر جهت واکنش سلولی با E°=+1.10 V کاملاً وارونه شود، پتانسیل چه میشود؟
پاسخ: −1.10 V؛ علامت با وارونهشدن جهت تغییر میکند.
سؤال ۸: اثر ضرایب
برای موازنه، نیمواکنش Cu²⁺+2e⁻→Cu در عدد ۲ ضرب شده است. آیا +0.34 V نیز دو برابر میشود؟
پاسخ: خیر؛ پتانسیل الکترود با ضریب استوکیومتری ضرب نمیشود.
سؤال ۹: نماد سلول
در نماد Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu، سمت چپ و راست چه نقشهایی دارند؟
پاسخ: سمت چپ آند و محل اکسایش Zn؛ سمت راست کاتد و محل کاهش Cu²⁺ است.
سؤال ۱۰: معادلهٔ کلی
معادلهٔ کلی سلول Zn/Cu را بنویسید.
پاسخ: Zn(s)+Cu²⁺(aq)→Zn²⁺(aq)+Cu(s).
چطور خودتصحیح کنی؟
روی جدول بنویس «همه کاهشاند»، عدد بزرگتر را کاتد بگیر، جهت الکترون را از آند به کاتد رسم کن و مثبتبودن E°cell را با جهت واکنش نهایی بسنج.