Question

已知电极反应O2+2H2O+4e=4OH-的标准平衡电位是0.401v. 请计算电极反应 O2 + 4H+ +4e = 2H2O的标准电极电位

Answer 1

提供一个热力学方法。dG=-nEF,因此可以根据吉布斯自由能求平衡电位。。对于反应二，其平衡电位就是标准电极电位，因此氢电势为0

因此由反应一可以知道其吉布斯自由能

然后反应一跟水的反应进行组合，可以得到反应二，这个是HESS定律，高中就学，难度不大

而水的平衡常数是已知的，也就是离子积了。因此根据dG=-RTlnKw,可以求出这个反应的吉布斯自由能变。

于是反应二的吉布斯自由能变就知道了。因此其标准电极电位也可以知道了。这样就只要一个公式，再加高中知识就把问题解决了。因此就可以觉得简单容易点。

反应一 O2+2H2O+4e=4OH- dG=-4*96500*0.401=-154786
水的反应：H2O=H+ +OH- dG=-RTlnKw=-8.314*298*ln10^-14=79867
反应一 减去4水的反应，可以得到反应二
反应二 O2 + 4H+ +4e = 2H2O dG=-154786-4*79867=-474254
因此 ，其电位为 E=dG/-nF=-474254/-4*96500=1.229V

仅供参考

Answer 2

E(平衡)=E(标准)+(2.303RT/nF)lg[P(O2)/c(OH-)]=0.401V
R为气体常数，T为温度(K)，n为转移电子数，F为法拉利常数。
E(平衡)=E(标准)+(2.303RT/nF)lg[P(O2)c(H+)]
=E(标准)+(2.303RT/nF)lg[P(O2)Kw/c(OH-)]
=E(标准)+(2.303RT/nF){lg[P(O2)/c(OH-)]+lgKw}
=0.401+(2.303RT/nF)lgKw
其中Kw为水的电离平衡常数