单说什么二氧化锰还会氧化什么的,你永远都不会知道你把电极电势用错了,所以我要告诉你自由能-氧化态图。
电极电势相当于“斜率”,要比较Δy,单知道斜率是没有用的,还要知道Δx(Δy=kΔx)
根据电功的定义式,ΔrGmθ=-nFEθ,以n对-ΔrGmθ/F作图,由于我们规定特定单质的ΔfGmθ为0,所以把这种指定单质画在原点,这样子所有的ΔrGmθ都会被转化为ΔfGmθ,从而可以度量各氧化态的特定存在形式的稳定性。这样做出的就是自由能-氧化态图。
纵轴是-ΔrGmθ/F,所以越高的点对应的物质的ΔfGmθ越大,相对越不稳定。图一是我以前作的一张自由能-氧化态图。
Mn(2+)、MnO2和MnO4(-)的关系大概是这样的,虽然MnO4(-)-Mn(2+)电对斜率偏小些,但是其Δn比较大,所以最后能量比较低。
我们再借题发挥一下,知道MnO4(-)-MnO2电对和MnO2-Mn(2+)电对的标准电极电势,计算MnO4(-)-Mn(2+)的标准电极电势,并不是把两个标准电极电势直接相加,因为电极电势不具有加和性(斜率相加是什么玩意?),应该转化回有加和性的Δy和Δx重新算一遍斜率。这样做的意义在这种图上就很明了了。
还有什么左电势小于右电势就有归中的热力学趋势什么的,在这种图上也很清楚。比如图2,MnO2位于MnO4(-)和Mn(2+)的连线下方(凹),那么反应变成MnO2,能量会比原本Mn(2+)和MnO4(-)之和更低,所以倾向于归中。而正是左电势小于右电势才导致它凹的

