氧化還原反應(yīng)與電極電勢(shì)-wenkub
2023-05-26 06:43:43 本頁(yè)面
【正文】 鹵素 ， 除了與電負(fù)性更大的鹵素結(jié)合時(shí) （ 如 ClF、 ICl3） 或與氧結(jié)合時(shí)具有正的氧化數(shù)外 ， 氧化數(shù)都為 1。 多原子離子的荷電數(shù)等于各元素氧化數(shù)的代數(shù)和 。 氧化數(shù) （ oxidation number） 氧化值 第一節(jié) 氧化 還原反應(yīng)的基本概念 2021/6/18 6 氧化數(shù) ? （ 1） 在單質(zhì)中 ， 元素的氧化數(shù)為零 。 ? 原電池的概念、組成及其表示方法； ? Nernst方程式的計(jì)算及電極電勢(shì)的應(yīng)用； ? 用電勢(shì)法測(cè)定溶液 pH值的原理與方法。2021/6/18 1 醫(yī)用化學(xué) 趙華 第五章 氧化 還原反應(yīng)與電極電勢(shì) oxidation reduction reaction ＆ electrode potential 2021/6/18 2 第五章 氧化還原反應(yīng)與電極電勢(shì) ? 氧化 還原反應(yīng)的基本概念 ? 電極電勢(shì) ? 電勢(shì)法測(cè)定溶液的 pH值 判斷氧化劑和還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱 判斷氧化 還原反應(yīng)的方向 2021/6/18 3 教學(xué)基本要求 ? 掌握標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)及應(yīng)用； Nernst方程式的計(jì)算。 重點(diǎn) 、 難點(diǎn) 2021/6/18 4 ? 反應(yīng)物質(zhì)之間有電子轉(zhuǎn)移的反應(yīng)稱為 氧化還原反應(yīng)（ oxidationreduction reaction) ? 失去電子的過程叫氧化 （ oxidation)， ? 失去電子的物質(zhì)叫做還原劑 (reducing agent)。 如 Cl N P4（ 白磷 ）分子中 ， 元素的氧化數(shù)都為零 。 ? （ 3） 中性分子中所有原子的氧化數(shù)的代數(shù)和等于零 。 2021/6/18 7 ? 氧化值可為整數(shù)，也可為分?jǐn)?shù)。 2021/6/18 8 計(jì)算 Na2S4O6中 S元素的氧化數(shù)。 如 Cr2O7 MnO4是常用的氧化劑 。 如： I2有時(shí)是氧化劑， 有時(shí)是還原劑 。 氧化劑 (oxidant)： 氧化值降低的物質(zhì) 。 Fe：氧化值從 +3降到了 +2， Fe3+被還原 ， 為氧化劑 。 在這一共軛關(guān)系中 ， 若物質(zhì)的氧化態(tài)的氧化性越強(qiáng) ， 與其共軛的還原態(tài)物質(zhì)的還原性就越弱；反之 ， 物質(zhì)還原態(tài)的還原性越強(qiáng) ， 則與它共軛的氧化態(tài)物質(zhì)的氧化性就越弱 。 電子的流動(dòng)是無秩序的 ， 沒有進(jìn)行定向移動(dòng) ， 因而不會(huì)產(chǎn)生電流 。 2. 原電池的組成： 原電池是由兩 個(gè)半電池組成 。 ② 鹽橋 連接兩個(gè)半電池，溝通原電池的內(nèi)電路 。 同一相中不同物質(zhì)之間 ， 及電極中其它相界面用 “ ， ” 分開 。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濃度表示為 cθ。 原電池符號(hào)可寫為： ()Pt∣ Fe3+(c1)， Fe2+(c2)‖ MnO4 (c3)， Mn2+(c4)， H+(c5) ∣ Pt(+) 原電池 練習(xí)：將氧化 還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池 ， 并寫出原電池符號(hào)： MnO4 + Fe2+ + H+ → Mn2+ + Fe3+ + H2O 2021/6/18 22 例：寫出原電池： ()Pt∣ Sn2+(c1)， Sn4+(c2)‖F(xiàn)e3+ (c3)， Fe2+(c4)∣ Pt(+) 的電極反應(yīng)及電池反應(yīng)式。L1)║H+(1mol如 Zn + Cu2+ Cu + Zn2+ ??(Cu2+/Cu)= 9V ??(Zn2+/Zn)= 8V ? 電池的正負(fù)極 正極 ── ??高的電對(duì)： Cu2+ + 2e → Cu (還原反應(yīng) ) 負(fù)極 ── ??低的電對(duì)： Zn → Zn2+ + 2e (氧化反應(yīng) ) ? 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的應(yīng)用 2021/6/18 30 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表 () 半反應(yīng) ?? /V Na++e Na Zn2++2e Zn 8 Pb2++2e Pb 2 2H++2e H2 00 Cu2++2e Cu 9 O2+2H++2e H2O2 Cl2+ 2e 2Cl 27 MnO4+8H++5e Mn2++4H2O 氧化劑的氧化能力增強(qiáng) 還原劑的還原能力增強(qiáng) 電極電勢(shì) 2021/6/18 31 三、影響電極電勢(shì)的因素 1. 能斯特方程式 (Nernst equation) 一般地： a Ox + ne b Red ? 電極電勢(shì)的 Nernst方程 當(dāng) T=(室溫 )，代入各常數(shù) 等，得 ?常用的 Nernst方程 ： baθO x/ R e dO x/ R e d ]Re d[]Ox[lgn+?=?bR e daOxθO x/ R e dO x/ R e d cclnnFRT+?=?電極電勢(shì) 2021/6/18 32 使用能斯特方程式時(shí)應(yīng) 注意 ? Nernst方程適用于水溶液，一般溫度不是過高或過低的情況。 ]Mn[]H[]M nO[lg5 91 6)Mn/M nO()Mn/M nO(28424θ24 ++?+?+? ?+?=?MnO4+8H++5e Mn2++4H2O 如 由 Nernst方程可見 ? 電極電勢(shì)不僅取決于電極本性，還取決于溫度和氧化劑、還原劑及相關(guān)介質(zhì)的濃度或分壓。 解 ： c(MnO4) = c(Mn2+) = 1 molL1 時(shí)和還原態(tài)濃度由標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)變?yōu)?[Ce3+]=L1時(shí) 2021/6/18 36 電極電勢(shì) ?(MnO4/Mn2+)值隨 [H+]的降低而明顯減弱 ， 凡有H+離子參加的電極反應(yīng) ， 酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響均較大 ， 有時(shí)還能影響氧化 還原反應(yīng)的產(chǎn)物 。L1時(shí)的電極電勢(shì) ?(MnO4/Mn2+)值 . 當(dāng) [H+]= H+(mol φθ( F2/ F )=， φθ( Cl2/Cl )= φθ( Br2/Br￣ )=， φθ( I2/I￣ )= 如 各氧
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