氧化還原電位ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 18:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 離子濃度為 1molL1的酸溶液之間所產(chǎn)生的電勢(shì)差就是標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電極電勢(shì)， 定為零 ： ?? H＝ 二、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì) 在指定溫度下，凡是組成電極的各物質(zhì)，溶液中的溶質(zhì)濃度為 1molL1（嚴(yán)格地說 ，活度 a為 1） ,氣體的分壓為 100kPa,液體或固體為各自的純凈狀態(tài)，電極就處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。這時(shí)測(cè)定的電極電勢(shì)就是該電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，用符號(hào) ?? 表示。 H前面的金屬做負(fù)極， H后面的金屬做正極 ()Zn|Zn2+(1molL1)||H+(1molL1)|H2(100kPa),Pt(+) 298K時(shí)測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì) E? = . 據(jù) E ? = ?? (+) ?? () = ?? (H+/H2) ?? (Zn2+/Zn) ∵ ?? (H+/H2) = ∴ ?? (Zn2+/Zn) = 例如 Zn2+/Zn電極反應(yīng)電勢(shì)的測(cè)定 : 三、標(biāo) 準(zhǔn)電極電勢(shì)表 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表 本課程標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表按照 IUPAC的系統(tǒng)，氫以上為負(fù)，氫以下為正。 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的符號(hào)是正或負(fù)，不因電極反應(yīng)的寫法而改變 。 標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)表都分為兩種介質(zhì) (附錄 )：酸性、堿性溶液。什么時(shí)候查酸表、或堿表？有幾條規(guī)律可循： （ 1） H+無論在反應(yīng)物或產(chǎn)物中出現(xiàn)皆查酸表： （ 2） OH無論在反應(yīng)物或產(chǎn)物中出現(xiàn)皆查堿表： （ 3）沒有 H+或 OH出現(xiàn)時(shí)，可以從存在狀態(tài)來考慮。如 Fe3++e?Fe2+， Fe3+只能在酸性溶液中存在，故在酸表中查此電對(duì)的電勢(shì)。若介質(zhì)沒有參與電極反應(yīng)的電勢(shì)也列在酸表中，如 Cl2+2e?2Cl等。 C l22+3Z n++2eZ n 0 . 7 6 2 8 0 . 4 4 0 20 . 0 0 0 00 . 3 3 70 . 5 3 50 . 7 7 01 . 0 8 51 . 3 5 8 3Fe2 +2e+Fe+ 2e2 +H2 + 2e+H2Ni Ni 0 . 2 3+ 2e2 +C uC u+ 2eI2I2F e2 ++ 2eF eB r2( l ) B r+ 2e2+ 2e2 C l氧化型 還原型+ n e??/V氧化型的氧化性增強(qiáng)還原型的還原性增強(qiáng)2 2結(jié)論： (1) ?? 越小，表明電對(duì)的還原型越易給出電子，即該還原型就是越強(qiáng)的還原劑； ?? 越大，表明電對(duì)的氧化型越易得到電子，即氧化型是越強(qiáng)的氧化劑。 (2) ?? 值反映了物質(zhì)得失電子的傾向的大小，與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)，是屬于熱力學(xué)的強(qiáng)度性質(zhì)的常數(shù)，其值不會(huì)隨電極反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)而變化，也不會(huì)隨著反應(yīng)進(jìn)行的方向而變化，即不管電極在電池中作正極還是負(fù)極都是一樣的。 542 Nernst（能斯特）方程 a氧化型 + ne ＝ g還原型 ganFEE][][lgRT還原型氧化型+? ?E為任意標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電勢(shì)； E?為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)； R為摩爾氣體常數(shù)，其值為 K1mol1。F為法拉第常數(shù)，表示 1mol電子所帶的電荷，其值為 104Cmol1。T為熱力學(xué)溫度； n為電極反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)；對(duì)數(shù)符號(hào)后面的活度商中， a(氧化型 )、 a(還原型 )分別表示電對(duì)中氧化型和還原型物質(zhì)的活度； a、 g分別表示電極反應(yīng)式中氧化型和還原型的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 E248。 =?+ 248。 ? ?–248。 Nernst方程： (求非標(biāo)準(zhǔn)狀況下的電極電勢(shì) ) xA(氧化型 ) + me ? y B(還原型 ) yxc )/]([)]/ c([lgzF 3R Tθ????還原型氧化型+?yxc )/]([)]/ c([lgz????還原型氧化型+? ?? +?E298K ??? ???+ ??E式中 :[氧化型 ]、 [還原型 ]分別代表了 半反應(yīng)中氧化型和還原型一側(cè)各組分平衡濃度冪的乘積 (固體、純液體以及溶劑水除外 ). 例如 .對(duì)于 MnO4 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O Nernst關(guān)系式為 : ][M n]][H[M nOlg5284++?+? ???543 電極電勢(shì)的影響因素 (Nernst 方程式計(jì)算示例 ) 1. 濃度的影響 : 例題 : 計(jì)算 Zn2+/Zn電對(duì)在 [Zn2+]= 103 molL1時(shí)的電極電勢(shì) {已知 ?? (Zn2+/Zn)= }. 解 : ? = ?? + ()lg[Zn2+] = + ()lg( 103) = 電極反應(yīng)中 ,若氧化型濃度降低 ,則還原型的還原能力將會(huì)增強(qiáng) . gan ][][ 916還原型氧化型+? ???例如 :查表得： Cu2++2e Cu ?? = Cu(OH)2+2e Cu+2OH ?? = 電勢(shì)值的變化是由于 Cu2+被 OH離子沉淀為 Cu(OH)2。雖然 OH離子的濃度為 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 1mol/L，但是游離的銅離子濃度改變了。 ]Cul g [ 2 ++??銅離子濃度減少時(shí)，電勢(shì)值減小。離子濃度減少越多，電勢(shì)正值越小，負(fù)值越大。這意味著金屬銅的還原性增強(qiáng)， Cu更容易轉(zhuǎn)變到 Cu2+。即金屬銅穩(wěn)定性減小，銅離子穩(wěn)定性加大。 例：取兩塊銅片，插入盛有不同濃度的硫酸銅溶液中，可裝置成一個(gè)原電池，銅離子濃度低的一面為負(fù)極。 ]Cul g [ 2 ++??濃差電池 2. 酸度對(duì)電極電勢(shì)影響 由上可看出， 當(dāng)溶液酸度改變時(shí)電極電勢(shì)也會(huì)發(fā)生改變。 ][M n][Hlg2 24+++??1][Hplg4 4O 2 +?+???? = ?? = 已 知 : M n O2 + 4 H + + 2 e M n 2 + + 2 H 2 O 已 知 : O 2 + 4 H + + 4 e 2 H 2 O例 :已知 : Cr2O72 + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O 的 E ? = +。 Fe3+ + e Fe2+的 E? = + ,系統(tǒng)中 [H+] = molL1 ,其它離子濃度均為 mol ,并求原電池電動(dòng)勢(shì) . || Cr2O72, Cr3+ H+(L1), |Pt(+) Fe3+ Fe2+, ()Pt| 解 : E? = ?? (+) ? ?() = ? ? (Cr2O72/Cr3+ ) ?? (Fe3+/ Fe2+) = – = ][Cr]][HO[Crlg6314272++?+? ?EE 6059 14?+?= 3. 加入沉淀劑對(duì)電極電勢(shì)的影響 原電池的電動(dòng)勢(shì)與 ?rG的關(guān)系 等溫等壓下化學(xué)反應(yīng)吉布斯自由能的降低等
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