無(wú)機(jī)化學(xué) 氧化還原反應(yīng)(文件)
【正文】 ()(lnF11R e dOxθ ??正正 bhccnFRTEE)()(ln22R e dOxθ ??負(fù)負(fù)比較等式兩邊： 電極電勢(shì)的能斯特方程 a O x + n e b R e d能斯特方程式 )R e d()Ox(ln)R e d/Ox()R e d/Ox( θbaccnFRTEE ??R: 氣體常數(shù) F: 法拉第常數(shù) T: 熱力學(xué)溫度 n: 電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù) c: 氧化型、還原型的濃度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)濃度的相對(duì)值 a、 b: 氧化型、還原型的反應(yīng)計(jì)量系數(shù) )R e d()Ox()R e d/Ox()R e d/Ox( θbaccnEE ??T＝ K時(shí) 影響 E 的因素 )R e d()Ox(ln)R e d/Ox()R e d/Ox( θbaccnFRTEE ??標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)（電極本性） 主要影響因素 溫度、濃度 討論： )R e d()Ox(lg0 5 9 )R e d/Ox()R e d/Ox( θbaccnEE ?? 氧化型、還原型物質(zhì)為 固體或純液體 時(shí)，認(rèn)為濃度為常數(shù) 1， 不寫(xiě)入能斯特方程式 氧化型、還原型物質(zhì)為 氣體 時(shí)，則用相對(duì)分壓即 p/p? 代入能斯特方程式 當(dāng)有 H+、 OH－ 、 Cl－ 等介質(zhì)參與電極反應(yīng)時(shí)，濃度必須代入能斯特方程式 反應(yīng)式中 介質(zhì)處于氧化型一側(cè)，則當(dāng)做氧化型處理 介質(zhì)處于還原型一側(cè)，則當(dāng)做還原型處理 舉例： Z n 2 + + 2 e Z n??? ?? 222 Znθ/ Z nZn/ Z nZn lg205 cEEC l 2 + 2 e 2 C l 2ClθClθ/ C lCl/ C lCl )(lg20 5 9 222???cPPEEM n O 4 + 8 H + + 5 e M n 2 + + 4 H 2 O????????????242424Mn8HM n Oθ/ M nH,M n O/ M nH,M n O)(lg5cccEE二、濃度對(duì)電極電勢(shì)的影響 試計(jì)算 298K時(shí)， Zn2+(L1時(shí)的電極電勢(shì) Fe3+ + e Fe2+ 1]Fe[]Fe[)Fe/Fe(2323θ??????????????EE三、溶液酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響 )Mn()H()M n O(lg5)Mn/M n O()Mn/M n O(28424θ24 ??????? ??cccEE)H(lg50 5 )Mn/M n O( 824 ??? ?? cE VpH5????已知電極反應(yīng) MnO4－ + 8H+ + 5e－ Mn2+ + 4H2O E ?＝ V 若 MnO4－ 、 Mn2+仍為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，求 、 pH＝6時(shí)，此電極的電極電位。[Cl] 在標(biāo)準(zhǔn)銀電極溶液中加入 NaCl，并維持 [Cl－ ]為1molL?1 E ? AgI/Ag = E ? Ag+/Ag + lg[Ag+] = + lg( 10?17) = ? V 可置換 H+生成 H2 求 AgI(s) + e = Ag(s) + I? 電極反應(yīng)的 E ? AgI/Ag 五、形成難電離物質(zhì)對(duì)電極電勢(shì)的影響 在標(biāo)準(zhǔn)氫電極溶液中加入 NaAc，并維持 [Ac]＝ 1molL1,[Fe2+]=1mol上述反應(yīng)逆向進(jìn)行。 注意 ：自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)的電池的電動(dòng)勢(shì)一定是 E＞ 0，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的也都是正值，不可能出現(xiàn)負(fù)值 根據(jù)未知其自發(fā)進(jìn)行方向的氧化還原反應(yīng)方程式設(shè)計(jì)成的原電池，則會(huì)出現(xiàn) E＜ 0的情況，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行。 θθ ln KnFRTE ?池0 5 9 θθ nEK ?(四 ) 計(jì)算溶度積常數(shù) 選擇合適的電極組成原電池，求 AgBr的溶度積常數(shù)。L1) | H2(g),Pt (+) 電池電動(dòng)勢(shì)為 ，求弱酸 HA的酸常數(shù)。 如電池 ()Pt,H2(100kPa)│H+(cx)‖SHE(+) ，測(cè)出 E， ]H[ ???? ??EE 池(電動(dòng)勢(shì)法基本原理 ) 參比電極 ：電極電位已知，電位穩(wěn)定，不受試液組成變化的影響 指示電極 ：電極電位與待測(cè)離子的濃度有關(guān)，電極電位與待測(cè)離子濃度之間有能斯特響應(yīng) pH計(jì)： 通過(guò)參比電極和指示電極組成的原電池，測(cè)其電動(dòng)勢(shì)從而求出溶液 pH的儀器 （ 1）飽和甘汞電極 (SCE) 電極組成 Cl－ (c)|Hg2Cl2(s) , Hg(l) 電極反應(yīng)式 H g 2 C l 2 + 2 e 2 H g + 2 C l 能斯特方程式 () )Cl( ??? cEE C E ?E1. 常用參比電極 (2) 氯化銀電極 電極組成 Cl－ (c)|AgCl(s) , Ag(s) 電極反應(yīng)式 能斯特方程式 () )Cl()Cl( ?? ???? ccEEA g C l + e A g + C l （ 2） pH指示電極 電極的電極電位對(duì) H+濃度變化有能斯特響應(yīng) 氫電極 E (H+/H2) = lgc (H+) = － pH 玻璃電極 )H(ln 外玻玻 ??? cFRTKE pH0 5 9 ?? 玻玻 KE研究表明：玻璃電極電勢(shì)和溶液中 H＋濃度的關(guān)系 符合 Nernst方程式： 式中 K玻 對(duì)于不同的玻璃電極 (由于膜組成不同、制備手續(xù)不同 ) 而有不同的值。 離子選擇性電極中玻璃電極研究得最早。 實(shí)例：見(jiàn)書(shū) 第五節(jié) 元素電勢(shì)圖及其應(yīng)用 一、元素電勢(shì)圖 將元素不同氧化型之間按氧化數(shù) 從高到低順序排列 ，各氧化型之間用直線連接起來(lái)，在直線上方標(biāo)明兩氧化型之間轉(zhuǎn)換的 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)值 ，即構(gòu)成該元素的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)圖，簡(jiǎn)稱(chēng)元素電勢(shì)圖 (element potential diagram) F e O 4 2 F e 3 + F e 2 + F e2 . 2 0 0 0 . 7 7 1 0 . 4 4 7 0 . 0 3 7二、元素電勢(shì)圖的應(yīng)用 1. 判斷氧化劑和還原劑的強(qiáng)弱 酸性溶液中 EA? (V): 堿性溶液中 EB? (V): M n O 4 M n ( O H ) 3 M n ( O H ) 2 M n0 . 5 5 8 0 . 1 5 0 1 . 5 6 00 . 5 9 5M n O 4 2 0 . 6 0 0 0 . 2 5 0M n O 2 0 . 0 5 0在酸性溶液中， MnO MnO4 MnO2均為強(qiáng)氧化劑 在堿性溶液中， EB? 均較小，表明此時(shí)氧化能力較低 M n O 4 M n 3 + M n 2 + M n0 . 5 5 8 1 . 5 4 1 1 . 1 8 51 . 6 7 9M n O 4 2 2 . 2 4 0 0 . 9 0 7M n O21 . 2 2 41 . 5 0 72. 判斷中間氧化型的物質(zhì)能否發(fā)生歧化反應(yīng) 歧化反應(yīng)：物質(zhì)發(fā)生的自身氧化還原反應(yīng) A B C氧 化 數(shù) 由 高 到 低E? (左 ) E? (右 ) B + B A + C還原劑被氧化 , E?(左 ) 氧化劑被還原 , E?(右 ) E?(左 ) E?(右 ) 若聯(lián)成電池，則 B/C
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1