热力学方法计算5-羟甲基糠醛电氧化的可逆电池电动势

来源：化学教育杂志2023年第4期北京时间：

作者：薛智敏, 姚亦婷, 牟天成

单位：1.北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室 北京 100083;2.中国人民大学化学系 北京 100872

摘要：电化学热力学建立了可逆电池电动势与相应电池反应热力学函数间的关系。电化学氧化5-羟甲基糠醛(5-HMF)制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)可以取代传统聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)路线制备生物衍生塑料,但是该反应的标准电动势和各分步反应的标准可逆电极电势尚无精确的实验数据可用。本文通过查阅文献中的热力学数据推算了该数据,确证了从热力学和动力学2个方面看HMF的电氧化反应比水的电氧化反应都优先,而且HMF的电化学氧化在强碱性溶液中更易进行。将本文内容作为综合习题引入电化学热力学教学,加深了学生对物理化学各部分之间关系的理解,提升了其综合应用物理化学知识解决实际问题的能力。

关键词：物理化学,可逆电池电动势,5-羟甲基糠醛,热力学,2,5-呋喃二甲酸,

基金资助：* 国家高层次人才特殊支持计划项目和国家自然科学基金(21873012,22073112)