氧化還原反應(yīng)與電極電勢(shì)-文庫(kù)吧資料
2025-05-23 06:43本頁(yè)面
【正文】 由 Nernst方程可見(jiàn) ? 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。 I2 (s)+2e 2I (φ= ) ? 對(duì)于氣體物質(zhì)，用氣體分壓與標(biāo)準(zhǔn)壓力 p?()之比值。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(guò)高或過(guò)低的情況。 ? 電對(duì)的 Ox的氧化能力越強(qiáng)，其 Red的還原能力就越弱； Red的還原能力越強(qiáng)，其 Ox的氧化能力就越弱。L1)║H+(1molL1)║Cu2+(1mol 原電池符號(hào)可寫(xiě)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(xiě)出原電池符號(hào)： MnO4 + Fe2+ + H+ → Mn2+ + Fe3+ + H2O 2021/6/18 22 例：寫(xiě)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。) │Cu (+) 2021/6/18 20 例：將氧化 還原反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，并寫(xiě)出原電池符號(hào)： 2 M n O 4 + 5 H 2 O 2 + 6 H + 2 M n 2 + + 5 O 2 + 8 H 2 O解：根據(jù)正極發(fā)生還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)的規(guī) 律，先將氧化 還原反應(yīng)拆分成兩個(gè)半反應(yīng)： 還原反應(yīng) → 正極反應(yīng) MnO4+8H++5e Mn2++4H2O 氧化反應(yīng) → 負(fù)極反應(yīng) H2O2 2H++O2+2e 組成原電池時(shí) ， MnO4/Mn2+ 電對(duì)為正極 ， O2/ H2O2電對(duì)為負(fù)極 。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濃度表示為 cθ。 (4)純氣體 、 純液體和固體 ， 如 H2(g)、 O2(g)、 I2(s)、 Br2(l)， 需緊靠電極板 ， 并注明以何種狀態(tài)存在 。 同一相中不同物質(zhì)之間 ， 及電極中其它相界面用 “ ， ” 分開(kāi) 。 原電池 2021/6/18 19 ： (1)原電池的負(fù)極寫(xiě)在左邊 ， 正極寫(xiě)在右邊 ， 兩電極以鹽橋相 連 ， 用 “ ‖” 表示 ， 在鹽橋兩側(cè)是兩個(gè)電極的電解質(zhì)溶液 。 ② 鹽橋 連接兩個(gè)半電池，溝通原電池的內(nèi)電路 。 C u S O4溶 液Z n S O 4 溶 液鹽 橋鋅 半 電 池 銅 半 電 池A+eC uZ nC u2 +Z n2 +原電池 2021/6/18 17 ① 兩個(gè)半電池 (或 電極 electrode)。 2. 原電池的組成： 原電池是由兩 個(gè)半電池組成 。 理論上講，任何一個(gè)氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池。 電子的流動(dòng)是無(wú)秩序的 ， 沒(méi)有進(jìn)行定向移動(dòng) ， 因而不會(huì)產(chǎn)生電流 。 每個(gè)氧化 還原反應(yīng)可拆分為兩個(gè)半反應(yīng)： 2Fe3++Sn2+ 2Fe2++Sn4+ 可拆分成： Fe3++e Fe2+ Sn4++2 e Sn2+ 2MnO4+5H2O2+6H+ 2Mn2++5O2+8H2O 可拆分成： MnO4 + 8H+ + 5e Mn2+ + 4H2O H2O2 2H+ + O2 + 2e 氧化還原反應(yīng)的基本概念 2021/6/18 14 將鋅片置于藍(lán)色的硫酸銅溶液中 ， 鋅片會(huì)逐漸溶解變?yōu)?Zn2+而進(jìn)入溶液；溶液中的 Cu2+則不斷地變成紅棕色的金屬 Cu從溶液中析出 ， 沉積在鋅片表面上 。 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 。 氧化還原反應(yīng)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(zhuǎn)化 如 Zn2+與 Zn、 Cu2+與 Cu、 Fe3+與 Fe2+、 Sn4+與 Sn2+ ： 氧化 還原電對(duì) (redox couple) 記為： Ox / Red 同一元素的不同氧化值的兩種物質(zhì) —— 氧化態(tài) (oxidation state, Ox)（ 氧化值較高的物質(zhì) ） 和它的還原態(tài) (r
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