电极电势影响因素.
电极电势
电极电势一，电极电势(electrode potential)的产生—双电层理论德国化学家能斯特（H．W．Nernst）提出了双电层理论（electron double layer theory）解释电极电势的产生的原因。
当金属放入溶液中时，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。
金属性质愈活泼，这种趋势就愈大；另一方面溶液中的金属离子，由于受到金属表面电子的吸引，而在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度愈大，这种趋势也愈大。
在一定浓度的溶液中达到平衡后，在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer)，双电层的厚度虽然很小(约为10-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。
通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势（electrode potential），并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。
电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。
如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。
电极电势的大小主要取决于电极的本性，并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
2．标准电极电势为了获得各种电极的电极电势数值，通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势, 而确定各种不同电极的相对电极电势E值。
1953年国际纯粹化学与应用化学联合会（IUPAC）的建议，采用标准氢电极作为标准电极，并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
（1）标准氢电极电极符号: Pt|H2(101.3kPa)|H+(1mol.L-1)电极反应: 2H+ + 2e = H2（g）E⊖H+/ H2 ＝ 0 V右上角的符号“⊖”代表标准态。
标准态要求电极处于标准压力（100kPa或1bar）下，组成电极的固体或液体物质都是纯净物质；气体物质其分压为100kPa；组成电对的有关离子（包括参与反应的介质）的浓度为1mol.L-1（严格的概念是活度）。
电对的标准电极电势
电对的标准电极电势电对是电化学中常用的概念，它是指在标准状态下，电极与标准氢电极之间的电势差。
电对的标准电极电势是描述电极在标准状态下的电势的重要参数，对于电化学研究和工业应用具有重要意义。
本文将对电对的标准电极电势进行详细介绍，包括其定义、计算方法、影响因素以及应用等方面的内容。
电对的标准电极电势是指在标准状态下，电极与标准氢电极之间的电势差。
标准状态是指溶液中所有参与反应的物质浓度均为1mol/L，气体的压强为1atm，温度为298K。
标准氢电极被定义为电极电势为0的电极，其他电极与标准氢电极之间的电势差即为它们的标准电极电势。
计算电对的标准电极电势可以使用以下公式：E°cell = E°cathode E°anode。
其中，E°cell表示电对的标准电极电势，E°cathode表示还原电极的标准电极电势，E°anode表示氧化电极的标准电极电势。
根据这个公式，可以通过已知电极的标准电极电势来计算电对的标准电极电势。
电对的标准电极电势受到多种因素的影响，主要包括温度、离子活度、溶液的pH值等。
温度的变化会影响电极反应的速率常数，从而影响标准电极电势。
离子活度是指溶液中离子的浓度，它会影响电极反应的平衡常数，进而影响标准电极电势。
溶液的pH值会影响电极上的H+离子浓度，从而影响标准电极电势的大小。
电对的标准电极电势在电化学研究和工业应用中具有重要的作用。
在电化学研究中，可以通过测量电对的标准电极电势来研究电极反应的特性，从而揭示物质的电化学性质。
在工业应用中，电对的标准电极电势被广泛应用于电池、电解等领域，为相关工艺的设计和优化提供重要参考。
总之，电对的标准电极电势是描述电极在标准状态下的电势的重要参数，它受到多种因素的影响，对于电化学研究和工业应用具有重要意义。
通过对电对的标准电极电势的深入了解，可以更好地理解电化学反应的机理，推动相关领域的发展和应用。
02-7.5 电极电势能斯特方程的影响因素
第7 讲电化学基础中南大学：王一凡知行合一、经世致用C e n t r a l S o u t h U n i v e r s i t y7.5 电极电势能斯特方程的影响因素7.5 The influencing factors of electrode potential Nernst equation本次课主要内容：酸度对电极电势的影响难溶化合物的形成对电极电势的影响弱酸或弱碱的生成对电极电势的影响E-pH 图•一般而言，温度、浓度或分压等因素的影响不大。
仅当氧化态或还原态物质浓度很大或很小、以及电极反应中物质的计量系数很大时，温度、浓度或分压等才会有显著影响。
•从电极电势的能斯特方程可知，电极电势主要决定于电极的本性，即标准电极电势E 的大小。
⊖•电极电势能斯特方程的通式：E = E –lg J⊖RTnF酸度对电极电势的影响对于有H +或OH -参与的电极反应，酸度变化对E将产生影响。
已知E Ө(Cr 2O 72‾/Cr 3+) =1.232 V ，c (Cr 2O 72‾) = c (Cr 3+) =1.0mol·L -1。
计算298.15 K 时，电对Cr 2O 72-/Cr 3+ 在下列情况下的E (Cr 2O 72-/Cr 3+)。
（1）在1.0 mol·L -1 HCl 中；（2）在中性溶液中。
解：写出配平的电极反应为：Cr 2O 72-+ 14H + + 6e -⇌2Cr 3+ + 7H 2O（1）当c (H +) = 1.0 mol·L‾1，c (Cr 2O 72‾) = c (Cr 3+) = 1.0 mol·L‾1E = E –lg ⊖0.05926c (Cr 3+)2c (Cr 2O 72-) c (H +)14能斯特方程为：E = 1.232 –lg 0.05926 1.021.0 ×1.014= 1.232 V例1c (H +)： 1.0 mol·L -11.0×10-7 mol·L -1 E (Cr 2O 72-/Cr 3+) ： 1.232 V 0.265 V（2）当c (H +) = 1.0 ×10-7 mol·L‾1，c (Cr 2O 72‾) = c (Cr 3+) = 1.0mol·L‾1E = 1.232 –lg 0.05926 1.021.0 ×(1.0×10-7)14= 0.265 V-含氧酸盐在酸性介质中的氧化性更强。
能斯特方程计算电极电势
能斯特方程计算电极电势1、电极电势的产生——双电层理论电极电势的大小主要取决于电极的本性，并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
为了赢得各种电极的电极电势数值，通常以某种电极的电极电势并作标准与其它各试样电极共同组成电池,通过测量电池的电动势, 而确认各种相同电极的相对电极电势e值。
年国际单纯化学与应用化学联合会（iupac）的建议，使用标准氢电极做为标准电极，并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
（1）标准氢电极电极符号: pt|h2(.3kpa)|h+(1mol.l-1)电极反应: 2h+ + 2e = h2（g）eφh+/ h2 ＝ 0 v右上角的符号“φ”代表标准态。
标准态要求电极处于标准压力（.kpa）下，组成电极的固体或液体物质都是纯净物质；气体物质其分压为.kpa；组成电对的有关离子（包括参与反应的介质）的浓度为1mol.l-1（严格的概念是活度）。
通常测定的温度为k。
(2) 标准电极电势用标准氢电极和试样电极在标准状态下共同组成电池，测出该电池的电动势值，并通过直流电压表确认电池的正负极，即可根据e池 = e（+）－ e（-）排序各种电极的标准电极电势的相对数值。
例如在k，用电位计测得标准氢电极和标准zn电极所组成的原电池的电动势（e池）为0.v，根据上式计算zn2+/zn电对的标准电极为-0.v。
用同样的办法可测得cu2+/cu电对的电极电势为+0.34v。
电极的 e为正值则表示共同组成电极的水解型物质，得电子的女性主义大于标准氢电极中的h+，例如铜电极中的 cu2+；例如电极的为负值，则共同组成电极的水解型物质得电子的女性主义大于标准氢电极中的h+，例如锌电极中的zn2+。
实际应用领域中,常采用一些电极电势较平衡电极例如饱和状态甘汞电极和银-氯化银电极做为参比电极和其它试样电极形成电池，求出其它电极的电势。
饱和状态甘汞电极的.电极电势为0.v。
银-氯化银电极的电极电势为0.v。
试归纳影响电极电势的因素
试归纳影响电极电势的因素
影响电极电势的因素：
1、电极反应：当电极接触不同的电解质时，电极上会发生不同的反应，这些反应会产生不同的电荷，从而影响电极电势。
2、温度：温度升高会影响电极反应，从而影响电极电势。
3、气压：气压的变化会影响电极反应，从而影响电极电势。
4、pH值：pH值是指溶液的酸碱度，变化会影响电极反应，从而影响电极电势。
5、电解质浓度：溶液的电解质浓度变化会影响电极反应，从而影响电极电势。
6、电容：改变电极环境的电容会影响电极反应，从而影响电极电势。
7、极化：电极的极化会影响电极反应，从而影响电极电势。
8、外加电压：外加电压也会影响电极反应，从而影响电极电势。
- 1 -。
第八章 电化学基础第八节 电极电势
E(Co3+/ Co2+) = EΘ(Co3+/ Co2+) + 0.05917lg [c(Co2 )] （1）E(Co3+/ Co2+) = (1.80+ 0.05917lg 0.10) V = 1.74V
离子2023浓/2/2度0 的影响更显著
12
三、 沉淀的生成对电极电势的影响
●概况 电对的氧化态或还原态物质生成沉淀，会使物质浓度
减小，电极电势变化
例 8.10 在含有Ag+/Ag电对的系统中，若加入NaCl溶液，当c(Cl)=1.0 moldm-3时，求E(Ag+/Ag)的值。
解：电极反应：Ag++eAg(s)；EΘ(Ag+/Ag)=+0.7999V，加入NaCl 溶液，产生AgCl沉淀：Ag++Cl-AgCl
●测定原理（自学）
例1，铜电极标准电极电势，组成电池
（-）Pt| H2(100kPa) | H+(aH+ = l) || Cu2+(aCu2+ = l) | Cu (+) 此 电 池 的 电 动 势 就 是 铜 电 极 的 标 准 电 极 电 势 。 298.15K 时 EΘ(Cu2+/Cu) = 0.34 V。铜为正极，实际进行还原反应
电极反应式
KspΘ
c(Ag+)
EΘ/V
Ag+ + e ⇋ Ag(s)
AgCl(s) + e ⇋ Ag(s) + Cl-
电极电势 (2)
电极电势什么是电极电势？电极电势是电化学体系中的一个重要概念，用来描述电化学反应中电极的电位差。
电势可以简单理解为电荷在电场中的势能，是电化学反应过程中电位变化的度量。
在电化学中，每个电池或电解槽都由两个电极组成，即阳极和阴极。
电极是与电解质溶液接触的导电体，能够在电解质溶液和电极之间传递电荷。
电极电势(E)是描述电极是否具有还原（正）性或氧化（负）性的重要参数。
电极电势的单位是伏特（V）。
如何测量电极电势？测量电极电势的一种常用方法是使用标准电极电势。
标准电极电势是指在一定条件下（通常是1摩尔/L的溶液浓度和1大气压），某个物质的电极与标准氢电极（SHE）之间的电位差。
标准氢电极被定义为0伏特，是电极电势的基准。
通过与标准电极进行比较，可以确定其他电极的电势。
标准电极电势的测量通常使用电动势计或电位计进行，这些仪器可以测量电势的差异。
电阻应该尽量减小以确保准确测量电电位差。
影响电极电势的因素温度温度是影响电极电势的重要因素。
随着温度的改变，电解质溶液中的离子活性也会发生变化，导致电极电势的变化。
因此，在实验测量中应控制好温度以获得准确的电极电势测量结果。
浓度电极电势还受电解质溶液中的离子浓度影响。
在非标准条件下，离子浓度的变化也会导致电极电势的改变。
根据液体相对电势测量理论，浓度改变与电位的变化之间存在线性关系。
因此，在进行电极电势测量时，应确保电解质溶液的浓度是恒定的。
气体压强电解质溶液中存在有气体的电化学反应也会受到气体压强的影响。
在气体电极中，常常使用来自气体的压强作为参考。
因此，控制气体压强对于准确测量电极电势非常重要。
应用领域电极电势在电化学研究和实际应用中具有广泛的应用。
以下是几个常见领域的例子：锂离子电池在锂离子电池中，电极电势起着关键作用。
锂离子电池中的正极和负极通过电化学反应来储存和释放能量。
测量电极电势可以评估电势差，进而了解电池的性能和稳定性。
腐蚀研究电极电势对于腐蚀研究也非常重要。
化学氧化还原反应的电极电势
化学氧化还原反应的电极电势化学氧化还原反应是化学中常见的一种反应类型，其中电极电势是其中一个重要的概念。
本文将探讨化学氧化还原反应的电极电势及其相关原理和应用。
一、电极电势的概念电极电势是指在电化学反应中，电极与电解质溶液界面上的电势差。
在化学氧化还原反应中，电极电势是指电极上所发生氧化或还原反应的趋势。
二、电极电势的原理电极电势与化学反应的进行是息息相关的。
根据势差产生的方向，电极电势可以分为标准电极电势和电动势。
1. 标准电极电势标准电极电势是指在标准状况下（温度为298K，浓度为1mol/L），相对于标准氢电极而言，其他电极所产生的电势差。
标准电极电势可以通过电池电势计进行测量。
2. 电动势电动势是指在非标准条件下，电极发生氧化还原反应产生的电势差。
电动势会受到温度、浓度、压力等因素的影响。
三、电极电势的计算方法电极电势的计算方法基于标准电极电势和Nernst方程。
1. 标准电极电势计算方法标准电极电势可以通过与标准氢电极配对进行测量得到。
标准氢电极的电极电势被规定为0V，其他电极的电势则是相对于标准氢电极的值。
2. Nernst方程Nernst方程是计算非标准电极电势的公式，其表达式为：E = E° - (RT/nF) ln(Q)其中，E是电动势，E°是标准电极电势，R是气体常量，T是温度，n是电子转移的摩尔数，F是法拉第常数，Q是反应物浓度的乘积。
通过Nernst方程可以计算非标准电极电势。
四、电极电势的应用电极电势在化学和生物学领域有着广泛的应用。
1. 电池电池是一种将化学能转化为电能的装置，其中涉及化学氧化还原反应和电极电势的运用。
电池中正极和负极的电极电势差可以产生电流。
2. 腐蚀与防腐蚀金属的腐蚀过程也涉及到电极电势的概念。
电极电势差会影响金属与环境中其他物质发生氧化还原反应的趋势，从而导致金属的腐蚀。
通过外加电势或使用防腐剂，可以改变电极电势差，从而防止金属的腐蚀。
一级结构化学之电极电势
一级结构化学之电极电势一，电极电势的产生- 双电层理论德国化学家能斯特（H．W．Nernst）提出了双电层理论（electron double layer theory）解释电极电势的产生的原因。
当金属放入溶液中时，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。
金属性质愈活泼，这种趋势就愈大；另一方面溶液中的金属离子，由于受到金属表面电子的吸引，而在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度愈大，这种趋势也愈大。
在一定浓度的溶液中达到平衡后，在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer)，双电层的厚度虽然很小(约为10-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。
通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势（electrode potential），并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。
电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。
如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。
电极电势的大小主要取决于电极的本性，并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
1．标准电极电势为了获得各种电极的电极电势数值，通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势, 而确定各种不同电极的相对电极电势E值。
1953年国际纯粹化学与应用化学联合会（IUPAC）的建议，采用标准氢电极作为标准电极，并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
（1）标准氢电极电极符号: Pt|H2(101.3kPa)|H+(1mol.L-1)电极反应: 2H+ + 2e = H2（g）EφH+/ H2 ＝0 V右上角的符号"φ"代表标准态。
标准态要求电极处于标准压力（101.325kPa）下，组成电极的固体或液体物质都是纯净物质；气体物质其分压为101.325kPa；组成电对的有关离子（包括参与反应的介质）的浓度为1mol.L-1（严格的概念是活度）。
7-5 电极电势能斯特方程的影响因素
第7 讲电化学基础知行合一、经世致用7.5 电极电势能斯特方程的影响因素7.5 The influencing factors of electrode potential Nernst equation本次课主要内容：酸度对电极电势的影响难溶化合物的形成对电极电势的影响弱酸或弱碱的生成对电极电势的影响E-pH 图•一般而言，温度、浓度或分压等因素的影响不大。
仅当氧化态或还原态物质浓度很大或很小、以及电极反应中物质的计量系数很大时，温度、浓度或分压等才会有显著影响。
•从电极电势的能斯特方程可知，电极电势主要决定于电极的本性，即标准电极电势E 的大小。
⊖•电极电势能斯特方程的通式：E = E –lg J⊖RTnF酸度对电极电势的影响对于有H +或OH -参与的电极反应，酸度变化对E将产生影响。
已知E Ө(Cr 2O 72‾/Cr 3+) =1.232 V ，c (Cr 2O 72‾) = c (Cr 3+) =1.0mol·L -1。
计算298.15 K 时，电对Cr 2O 72-/Cr 3+ 在下列情况下的E (Cr 2O 72-/Cr 3+)。
（1）在1.0 mol·L -1 HCl 中；（2）在中性溶液中。
解：写出配平的电极反应为：Cr 2O 72-+ 14H + + 6e -⇌2Cr 3+ + 7H 2O（1）当c (H +) = 1.0 mol·L‾1，c (Cr 2O 72‾) = c (Cr 3+) = 1.0 mol·L‾1E = E –lg ⊖0.05926c (Cr 3+)2c (Cr 2O 72-) c (H +)14能斯特方程为：E = 1.232 –lg 0.05926 1.021.0 ×1.014= 1.232 V例1c (H +)： 1.0 mol·L -11.0×10-7 mol·L -1 E (Cr 2O 72-/Cr 3+) ： 1.232 V 0.265 V（2）当c (H +) = 1.0 ×10-7 mol·L‾1，c (Cr 2O 72‾) = c (Cr 3+) = 1.0mol·L‾1E = 1.232 –lg 0.05926 1.021.0 ×(1.0×10-7)14= 0.265 V-含氧酸盐在酸性介质中的氧化性更强。
氧化还原反应和电极电势(hwn)
与上述相反，电解质浓度的减小会使离子浓度减小，离子间的相互碰撞次数减少 ，使得电子的传递速率减慢。同时，电解质浓度的减小也会使得物质中的电子离 域能增加，使得电子更难从物质中逸出，从而使得电极电势减小。
电极材料的影响
电极材料性质影响电极电势
电极材料的性质如导电性、化学稳定性等都会影响电极电势。一般来说，导电性好、化学稳定性高的电极材料具 有较低的电极电势。
还原态
02
物质在氧化还原反应中获得电子的状态。
确定氧化态和还原态的方法
03
根据元素周期表中的金属活动性顺序，判断物质在反应中的得
失电子情况。
电极电势在氧化还原反应中的应用
01
电极电势是衡量氧化还原反应进行方向的重要参数。
02
电极电势高代表该物质具有较高的氧化能力，电极电势低则代
表该物质具有较高的还原能力。
氧化还原反应和电极电势(HWN)
目 录
• 氧化还原反应概述 • 电极电势的基本概念 • 氧化还原反应与电极电势的关系 • 电极电势的影响因素 • 氧化还原反应和电极电势的应用实例
01 氧化还原反应概述
定义与特点
定义
氧化还原反应是一种电子转移过程， 其中原子或分子获得电子成为还原剂， 而另一些原子或分子失去电子成为氧电极电势可以用于预测和控制电化学反应的可能性、速率和方向。
电池设计
电极电势可以用于设计电池，以实现高效的能量转换和储存。
环境监测
电极电势可以用于监测水体、土壤等环境中的重金属离子污染情况。
03 氧化还原反应与电极电势 的关系
氧化态与还原态的确定
氧化态
01
物质在氧化还原反应中失去电子的状态。
电极电势
电极电势一，电极电势的产生—双电层理论德国化学家能斯特（H．W．Nernst）提出了双电层理论（electron double layer theory）解释电极电势的产生的原因。
当金属放入溶液中时，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。
金属性质愈活泼，这种趋势就愈大；另一方面溶液中的金属离子，由于受到金属表面电子的吸引，而在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度愈大，这种趋势也愈大。
在一定浓度的溶液中达到平衡后，在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electro n double layer)，双电层的厚度虽然很小(约为10-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。
通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势（electrode potential），并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。
电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。
如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。
电极电势的大小主要取决于电极的本性，并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
2．标准电极电势为了获得各种电极的电极电势数值，通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势,而确定各种不同电极的相对电极电势E值。
1953年国际纯粹化学与应用化学联合会（IUPAC）的建议，采用标准氢电极作为标准电极，并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
（1）标准氢电极电极符号: Pt|H2(101.3kPa)|H+(1mol.L-1)电极反应: 2H+ + 2e = H2（g）EφH+/ H2 ＝0 V右上角的符号“φ”代表标准态。
标准态要求电极处于标准压力（101.325kPa）下，组成电极的固体或液体物质都是纯净物质；气体物质其分压为101.325 kPa；组成电对的有关离子（包括参与反应的介质）的浓度为1mol.L-1（严格的概念是活度）。
氧化还原反应和电极电势
在生物领域的应用
生物氧化还原反应
生物体内的氧化还原反应是维持生命活动的基础，如呼吸作用和 光合作用等。
药物合成
许多药物合成过程中涉及到氧化还原反应，如某些抗生素和抗癌药 物的合成。
生物传感器
利用氧化还原反应的原理制备生物传感器，用于检测生物体内的物 质含量或环境中的有害物质。
谢谢
THANKS
热能是氧化还原反应中伴 随能量释势的影响因素
CHAPTER
温度的影响
温度升高，电极电势增大
随着温度的升高，分子运动速度加快， 离子迁移率提高，导致电极电势增大。
VS
温度降低，电极电势减小
随着温度的降低，分子运动速度减慢，离 子迁移率降低，导致电极电势减小。
电解质浓度的影响
电极表面的粗糙度影响电极电势
粗糙的电极表面可以提供更多的反应活性位点，从而提高电极电势。
05 氧化还原反应的实际应用
CHAPTER
在能源领域的应用
01
02
03
燃料电池
燃料电池利用氢气和氧气 之间的氧化还原反应产生 电能，具有高效、清洁的 优点。
金属-空气电池
金属-空气电池利用金属与 氧气之间的氧化还原反应 产生电能，具有高能量密 度和环保的优点。
氧化还原反应和电极电势
目录
CONTENTS
• 氧化还原反应 • 电极电势 • 氧化还原反应与电极电势的关系 • 电极电势的影响因素 • 氧化还原反应的实际应用
01 氧化还原反应
CHAPTER
定义与特性
定义
氧化还原反应是一种化学反应，其中 电子在反应过程中从一个原子或分子 转移到另一个原子或分子。
太阳能电池
太阳能电池利用光能激发 电子进行氧化还原反应产 生电能，具有可再生、无 污染的优点。
无机化学-电极电位与浓度的关系(一)
lg[
Ag ]
Ag Ag
Fe(OH )3 e G1 Fe(OH )2 OH
G2
G4
Fe3 3OH e G3 Fe2 2OH OH e
∆G1 = ∆G2 + ∆G3 + ∆G4
F Fe(OH )3 ø
Fe(OH )2
2.303RT lg K sp Fe(OH )3
HAc/H2 = H+/H2 + 2.303RT/F lgKa = －0.28 V
H
H2
2.303RT F
lg
[H ][Ac ] [HAc]
H
H2
2.303RT F
lg[ H ] H
H2
②沉淀
AgCl e G1 Ag Cl
G2
G3
Ag Cl e
∆G1 = ∆G2 + ∆G3
H
H2
0.0591lg
1 [H ]
H H 2
结论：
②沉淀
AgCl e Ag Cl
Nernst方程式：
AgCl
Ag2
AgCl
Ag2
0.0591lg[ Cl ]
Ag
Ag2
0.0591lg
K sp
0.0591lg[ Cl ]
Ag
Ag2
[Cl ] 0.0591lg
K sp
如果电对中的某一物质是固体或纯液体，则他们的浓 度均为常数，可认为是1。溶液浓度为相对活度，气体 为相对分压。 p / p
MnO4 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O
MnO4/Mn2
θ MnO4/Mn2
0.059 lg 5
影响电极电势的因素
已知[H 已知 3AsO4] = c(H3AsO4)δ3 由分布系数计算式及有关常数可得: 由分布系数计算式及有关常数可得 δ3=1.2×10-7 ×
0.0592 c( H 3 AsO4 )δ 3 lg ϕ =ϕ + 2 c( HAsO2 )
休息
+I-
2011-5-28
13
6.2.2条件电极电势 条件电极电势 E (Cu2+/Cu+) = E + 0.0592lg([Cu2+]/[Cu+])
∵[Cu+][I-] = K sp(CuI) ∴ E (Cu2+/Cu+) = E + 0.0592lg([Cu2+][I-]/K sp) 由于Cu 未发生副反应,故 由于 2+未发生副反应 故[Cu2+] = c(Cu2+). 当c(Cu2+) = c(I-) = 1.0 mol·L-1时: E(Cu2+/Cu+) = E ’ = E + 0.0592lg(1/K sp) = 0.16 + 0.0592lg(1/1.1×10-12) × = 0.87V = E (Cu2+/CuI). E ’(Cu2+/Cu+) > E (I2/I-),所以 2+氧化 -的反应能 所以Cu 氧化I 所以 发生 .
2
另外,查得 另外 查得H3AsO4的pK a1 = 2.25, pK a2 = 6.77; 查得 HAsO2的pK a = 9.22. H3AsO4 + 2H+ + 2e- HAsO2 + H2O.
+OH2011-5-28
电化学
判断下述两个电极所组成原电池的正负极，并计算此电 池在298.15K时的电动势。 (1)Zn/Zn2+ (0.001 mol/L);(2)Zn/Zn 2+(1.0 mol/L)
解：非标准态下的电极 φ = φθ+ 电势服从能斯特公式： 1（V） ln 38.92· z 0.001 1 ln 1 1 = -0.7618 V c(氧化态)/cθ c(还原态)/cθ
解：(1) 标准条件下
θ(MnO4-/ Mn2+)＞ θ(Br2/Br-)＞ θ(I2/I-)
MnO4-是最强的氧化剂。
2）KMnO4溶液在pH=5.00时，c(H+)=1.00×10-5，
由能斯特公式可算得：
(MnO4-/ Mn2+)＝1.034V
其它两个的电极电势与pH无关，此时电极电势相对大
Fe2+还原性比Br-强但比I-弱.
下列三个电对中
θ(MnO4-/ Mn2+) = + 1.507 V θ(Br2/Br-) = + 1.066 V
θ(I2/I-)
= + 0.5355 V
（1）标准条件下哪个是最强的氧化剂?
（2）在pH＝5.00的条件下，它们的氧化性相对强弱 次序会发生怎样的改变？
φ(Hg2Cl2/Hg)/V：0.3337
弱电解质的生成对电极电势的影响
物质生成弱酸或弱碱时，会使H+或OH-浓度减小， 变化。 电极反应：2H+ + 2e- = H2； θ(H+/H2) = 0.000V，若加入NaAc 溶液，当p(H2)= 100kPa，c(HAc) = c(Ac-) = 1.0 molL-1时，求 (H+/H2)的值。 解：系统中加入NaAc，生成弱酸HAc。 当p(H2)= 100kPa，c(HAc) = c(Ac-) = 1.0molL-1时， c(H+) = Ka(HAc) = 1.7510-5 molL-1
8-3影响电极电势的因素.
Mm Mn
0.059 K lg n K
spMA m
spMA n
[A] [A]
m
n
0.059 K lg n K
spMA m
(A)
n m
spMA n
13
令[A]= 1mol•L-1，则
Mm
Mn
K sp(MA m ) 0.059 lg n K sp(MA n )
Fe / Fe
Fe3+ + 6F- = FeF63-
∵形成 FeF63- ，使[Fe3＋]↓，∴
↓
6
②、定量计算浓度变化的 Ox/Red 值。 例8：计算在中性溶液中氢电极的 H / H 2 P(H2) = 1atm ) (25℃， 解：电极反应： 2H+ ＋ 2e H2(g)
H
K 0.059 lg n [沉淀剂]
a
当沉淀剂浓度一定，Ksp↓，则 ↓;当沉淀剂 浓度=1mol•L-1:体系处于标准态,此态:
M
n
/M
MA / M
12
推广2：在M m＋/ M n＋ 体系中加入沉淀剂A： K m ＋ m M ＋ mA MAm [M ] sp(MA m ) m [A] K sp(MA n ) Mn＋＋ nA MAn n [M ] n [A]
0.0592 [Ox] lg b n [Re]
θ
a
4
上式 电对的标准电极电势；a、b为物质的计量数。 n电极反应中电子转移数目； [Ox]任意状态下氧化型物质的浓度； [Re]—任意状态下还原型物质的浓度。 若有气体参加电极反应，要用其分压代入公式。 若有纯液体、纯固体和水参加电极反应，它们的相 对浓度为1，不表示在能斯特方程式中。
电极电势
电极电势一，电极电势(electrode potential)的产生—双电层理论德国化学家能斯特（H．W．Nernst）提出了双电层理论（electron double lay er theory）解释电极电势的产生的原因。
当金属放入溶液中时，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。
金属性质愈活泼，这种趋势就愈大；另一方面溶液中的金属离子，由于受到金属表面电子的吸引，而在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度愈大，这种趋势也愈大。
在一定浓度的溶液中达到平衡后，在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer)，双电层的厚度虽然很小(约为10-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。
通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势（electrode potential），并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。
电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。
如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。
电极电势的大小主要取决于电极的本性，并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
2．标准电极电势标准电极电势是可逆电极在标准状态及平衡态时的电势，也就是标准态时的电极电势.标准电极电势有很大的实用价值，可用来判断氧化剂与还原剂的相对强弱，判断氧化还原反应的进行方向，计算原电池的电动势、反应自由能、平衡常数，计算其他半反应的标准电极电势，等等。
将半反应按电极电势由低到高排序，可以得到标准电极电势表，可十分简明地判断氧还反应的方向.为了获得各种电极的电极电势数值，通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势, 而确定各种不同电极的相对电极电势E 值。
1953年国际纯粹化学与应用化学联合会（IUPAC）的建议，采用标准氢电极作为标准电极，并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
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电极电势
2.酸度对电极电势的影响
影响因素
如果 H+ 、 OH- 也参加电极反应，那么溶 液酸度的变化也会对电极电势产生影响。
4
分析化学 电极电势影响因素
例: MnO4 在酸性溶液中半电池反应式为： MnO4 8H 5e ⇋ Mn
2
4H 2O ，在
250 C 时 已知： MnO4 0.1mol .L1 , Mn2 0.0001 mol .L1 , H 1mol .L1 ，
（Zn2+/Zn）＝ θ(Zn2+/Zn)
φ
0.0592V ＝-0.7626V + lg0.100 2
0.0591 V + 2
＝-0.7922V 即当c(Zn2+)减少为cθ(Zn2+)十分之一时， φ( Zn2+/Zn）值比φ θ(Zn2+/Zn)仅减少0.03V。
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分析化学 电极电势影响因素
电极电势影响因素
盐城卫生职业技术学院 刘金权
分析化学
分析化学 电极电势影响因素
电极电势
1.浓度对电极电势的影响
影响因素
若温度是298.15K，将上述各种数据代入能斯特方程 式,并将自然对数换为常用对数则常数是0.0592，如果 温度为291.15K，则式中的常数为0.0578，所以温度 对电极电势的影响不大。
从能斯特方程式可看出，当体系的温度一定时，对确定的 电对来说，φ 主要取决于c(OX)/c(Red) 的比值大小。
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分析化学 电极电势影响因素
例 ： 计 算 298.15K 下 ， c(Zn2+) ＝ 0.100mol· L-1 时 的 φ(Zn2+/Zn）值。 解：电极反应为 Zn2+ + 2eZn {lgc(Zn2+)/cθ}
E 0 Mn4
Mn 2
1.51 V 求此时氧化还原半电池反应的电位。
解：根据能斯特方程式
EMnO
4
Mn
2
E 0 MnO4
Mn 2
0.059 MnO4 H lg 5 Mn059 0.1 18 1.51 lg 1.55V 5 0.0001
5