氧化還原反應(yīng)與電極電位(1)-在線瀏覽
2025-06-16 12:55本頁面
【正文】 ) + n e 溶 解析 出22 三、標(biāo)準(zhǔn)電極電位 ? 電極電位符號 ?ox/red，單位V。 ? 電極電位絕對值無法直接測定，使用的是相對值，以標(biāo)準(zhǔn)氫電極 ( SHE)為參照。L1 23 2. 電極電位的測定 ? 將待測電極和已知電極組成原電池 ? 原電池的電動勢： E = ?待測 ?SHE ? IUPAC建議電極電位應(yīng)是下述電池的平衡電動勢： Pt | H2(100kPa) |H+(a=1)‖Mn+(a) |M )/ C uCu( V0 0 0 0 )/ C uCu( )/ C uCu(22S H E2????????????E銅電極電極電位的測定24 3. 標(biāo)準(zhǔn)電極電位及應(yīng)用 ① 標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下測得的氧化還原電對的電極電位就是標(biāo)準(zhǔn)電極電位 ，符號 ? ?ox/red ? 是熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的電極電位； ? 反應(yīng)用 Ox + ne Red表示，所以電極電位又稱為還原電位； ? 電極電位是強(qiáng)度性質(zhì)，與物質(zhì)的量無關(guān)，如 Zn2+ + 2e Zn ? (Zn2+/Zn) = 8V 1/2Zn2+ + e 1/2Zn ? (Zn2+/Zn) = 8V 25 ② 標(biāo)準(zhǔn)電極電位的應(yīng)用 ? 判斷氧化還原能力的相對強(qiáng)弱 ? 電極電位愈高，電對中氧化型物質(zhì)得電子能力愈強(qiáng)，是較強(qiáng)氧化劑；電極電位值愈低，電對中還原劑型物質(zhì)失電子能力愈強(qiáng)，是較強(qiáng)還原劑。 26 標(biāo)準(zhǔn)電極電位表 () 半反應(yīng) ?? /V Na++e Na Zn2++2e Zn Pb2++2e Pb 2H++2e H2 Cu2++2e Cu O2+2H++2e H2O2 Cl2+ 2e 2Cl 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) 27 ? 較強(qiáng)氧化劑和較強(qiáng)還原劑作用，生成較弱的還原劑和較弱的氧化劑，這是一個自發(fā)過程。這個反應(yīng)的逆過程是非自發(fā)的。原電池是可逆電池，系統(tǒng)所作的非體積功全部為電功： ?Gm = W電功 , 最大 = qE = nFE ? n是轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量，單位 mol；電動勢 E 單位V。mol1。 ? 當(dāng)電池中各物質(zhì)均處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時 ?G?m= nFE? 29 二、用電池電動勢判斷氧化還原反應(yīng)的自發(fā)性 對于一個氧化還原反應(yīng)： Ox1 + Red2 Red1 + Ox2 電池組成 ： Pt | Ox2(aq), Red2(aq) || Ox1(aq), Red1(aq) | Pt 原電池電動勢： E = ?(Ox1/Red1) ?(Ox2/Red2) ?Gm= nFE 30 于是有： ? ? (Ox1/Red1) ? (Ox2/Red2)， E 0， ?Gm 0, 反應(yīng)正向自發(fā) ； ? ? (Ox1/Red1) ? (Ox2/Red2)， E 0， ?Gm 0, 反應(yīng)逆向自發(fā) ； ? ? (Ox1/Red1) = ? (Ox2/Red2)， E = 0， ?Gm= 0, 反應(yīng)達(dá)到平衡 。 32 例 計算 Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 的 ?G?m，并判斷反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是否自發(fā)進(jìn)行。mol10 故反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行 。K1mol1代入，得室溫下， RTn F EKθθ ?θθ nEK ?34 氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)有以下規(guī)律 ： ? 平衡常數(shù)與電池的標(biāo)準(zhǔn)電動勢有關(guān) ， 而與物質(zhì)濃度無關(guān)； ? 氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)與電子轉(zhuǎn)移數(shù) ， 即與反應(yīng)方程式的寫法有關(guān)； ? 氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)與溫度有關(guān)； ? 一般認(rèn)為 ， 當(dāng) n = 2， E? ， 或 n = 1，E? ， K? 106， 此平衡常數(shù)已相當(dāng)大 ，反應(yīng)進(jìn)行得比較完全 。 nFJRTEE lnθ ??36 對于一個氧化還原反應(yīng)： aOx1+bRed2 dRed1+eOx2 代入 電池電動勢的 Nernst方程 baedccccJ2121RedOxOxRed???baedccccnFRTEE2121R edOxOxR edθ ln????37 注意到：反應(yīng)商 J寫做 電池電動勢的 Nernst方程變?yōu)? beadccccJ2211RedOxOxRed ??? ? ????????????? beadccccnFRT221121OxR e dOxR e dθθ21 lnln????θθθ2121 , ???? ???? EE38 整理得到： 一般地： p Ox + ne q Red ? 這
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