氧化還原反應與電極電勢-免費閱讀
【正文】 ? 復合電極的優(yōu)點在于使用方便，并且測定值較穩(wěn)定。 電勢法： 通過測定 參比電極和指示電極 組成的電池 的電動勢來求離子濃度的分析方法 。①標準狀態(tài)下； ② c(Pb2+)=?L1， c(Sn2+)=?L1。 電極電勢的應用 2021/6/18 42 例 2： I2+2e 2I(?? =) Fe3++e Fe2+(?? =) 若 [Fe3+]= [I]= 103molL1) ? (V) 10 ? =+(1 1014) = 1 ? =??= 1 103 ? =+(1 103) = 1 107 ? =+(1 107) = 1432723272 ][H lg6)Cr/OCr( )Cr/OCr( ++??+ +?=?電極電勢 2021/6/18 38 第四節(jié) 電極電勢的應用 一、比較氧化劑和還原劑的相對強弱 電極電勢的相對大小反映氧化 還原電對得失電子的難易程度。 例 1. 在 298K時，已知電極反應： MnO4 + 8H+ + 5e 2Mn2++4H2O ?o(MnO4/Mn2+)=， 電極中氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)的濃度均以標準狀態(tài)濃度計 。L1， pH=6， n = 5 ( V ) 0 . 9 4 6580 . 0 5 9 1 61 . 5 1pH580 . 0 5 9 1 61 . 5 1 V =??=?= －－能斯特 (Nernst)方程 824θ28424θ24]Hl g [50 . 0 5 9 1 6)Mn/M n O(]Mn[]H[]M n O[lg50 . 0 5 9 1 6)Mn/M n O()Mn/M n O(++?++?+?+?+?=?+?=?2021/6/18 35 氧化態(tài)濃度 越大 或還原態(tài)的濃度 越小 ， 都會使電極電勢 增大 。 ? 凡固體物質(zhì)、純液體或稀溶液的溶劑， 不必列入 Nernst方程。 解：根據(jù)原電池中負極發(fā)生氧化反應 ， 正極發(fā)生還原 反應的原則 ， 寫出電極反應為： 正極反應 → 還原反應 Fe3++e Fe2+ 負極反應 → 氧化反應 Sn2+ Sn4+ +2e 根據(jù)電池反應中正極電對中氧化態(tài)物質(zhì)為氧化劑 ， 負極電對中的還原態(tài)物質(zhì)為還原劑的原則 ， 電池總反應可寫成： 2Fe3++ Sn2+ 2Fe2++Sn4+ 原電池 2021/6/18 23 第三節(jié) 電極電勢 一、電極電勢的產(chǎn)生 把金屬插入含有該金屬離子的溶液中 ， 當金屬的溶解速率與金屬離子的沉積速率相等時 ，建立了如下平衡： 溶 解沉 積M ( s ) M n + ( a q ) + n e 2021/6/18 24 電極表面雙電層 (doublecharge layer)結構 影響電極電勢的因素： 氧化態(tài)還原態(tài)得失電子的能力，濃度，溫度 2021/6/18 25 無法測定出單一電極的電極電勢，只能測定電池的電動勢（兩個電極的電勢差） E池 =E+E 參比電極（ reference electrode) 2021/6/18 26 標準氫電極 /H H 電對： 2 + 電極反應 ： 表示為： H+ H2(g) Pt 標準氫電極 (SHE) ( ) V 000 . 0 /H H 2 = + E ( ) g H 2e aq) ( H 2 2 + + 標準氫電極裝置圖 2021/6/18 27 標準電極電勢 （濃度，溫度，壓力） ? 標準氫電極（ SHE） || 待測電極 ? Ex=E池 ? ()Pt,H2(P?) |H+(1mol (3)當氣體或液體不能直接與普通導線相連時 ， 應以不活潑的 惰性金屬 （ 如鉑 ） 或石墨作電極板起導電作用 。 ? 鋅片和硫酸鋅溶液組成一個 半電池 ， Zn向外電路輸出 電子 ， 為 負極 ； ? 銅片和硫酸銅溶液組成另一 半電池 ， Cu2+從外電路獲得 電子生成金屬 Cu為 正極 。 氧化 還原反應實質(zhì)上是兩個氧化還原電對間電子的轉移反應 。 還原劑 (reductant)： 氧化值升高的物質(zhì) 。 (2)當元素的氧化數(shù)為最低值時 ， 它的氧化數(shù)不能再減小 ， 只能做還原劑 。 例： Fe3O4 中， Fe： +8/3； S4O62 中， S： +5/2。 ? （ 2） 在離子中 ， 對于單原子離子來說 ， 元素的氧化數(shù)等于它所帶的電荷數(shù) 。 ? 熟悉原電池的基本概念、組成及其表示方法；常用的參比電極與指示電極。 第五章 氧化 還原反應與電極電勢 第一節(jié) 氧化 還原反應的基本概念 2021/6/18 5 ? 國際純粹和應用化學聯(lián)合會（ IUPAC）規(guī)定氧化數(shù)的概念為：在單質(zhì)或化合物中，假設把每個化學鍵中的電子 指定給 所連接的兩原子中 電負性較大的一個原子 ，這樣所得的某元素一個原子的電荷數(shù)就是該元素的氧化數(shù)，即氧化數(shù)是某元素一個原子的形式荷電數(shù) (表觀荷電數(shù)，apparent charge number)，這種荷電數(shù)由假設把每個化學鍵中的電子指定給電負性更大的原子而求得。 ② 氧的氧化數(shù)一般為 2， 例外的有： H2O2等過氧化物中氧的氧化數(shù)是 1； OF2中是 +2。 （ +5 ） MnO4中的 Mn （ +7） K2Cr2O7中的 Cr （ +6） Na2S2O3中的 S （ +2） HClO中 Cl 的氧化數(shù)。 還原 （ 反應 ） 氧化值降低的過程 。 氧化還原反應的基本概念 2021/6/18 12 物質(zhì)的氧化態(tài)和它的還原態(tài) 可以互相轉化 如 Zn2+與 Zn、 Cu2+與 Cu、 Fe3+與 Fe2+、 Sn4+與 Sn2+ ： 氧化 還原電對 (redox couple) 記為： Ox / Red 同一元素的不同
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