氧化还原反应3

氧源自文库还
化/b态 Ө 原/b态 Ө
) )
25℃时:
Z：半反应中转移的电子数
EEӨ0.z 059 lg2 b b( (V 氧 还
化 /bӨ 态 原 /bӨ 态
) )
纯固体、液体不写入，气体以分压pB进行计算。
.
例如:
O2+2H2O+4e-
4OH-
其能斯特方程式：
E (O 2/O -) =H E Ө +0.405 lg { b9 (O p 2 (O - 2 ) H V )/ /b ӨӨp}4
.
测出各电对的标准电极电势,成标准电极电势表：
电 对 电 极 反 应 标准电极电势
K+/K K++e- K -2.9310
Zn2+/Zn Zn2++2e- Zn -0.7618
H+/H 2H++2eCu2+/Cu Cu2++2e-
H2 0.0000 Cu +0.3419
F2/F F2+2e- 2F- +2.8660
电极电势符号：E 记为：E(氧化态/还原态)
如: E(Zn2+/Zn), E(O2/OH-), E(MnO4-/Mn2+)等。
影响电极电势的因素: 电极的本性、温度、离子浓度等。
.
电极电势的意义
金属越活泼(易失电子),E值越低(负)； 金属越不活泼(易得电子),E值越高(正)
如: E(Zn2+/Zn)= -0.7618V
电极电势的产生
金属晶体
金属正离子 金属原子 自由电子
将金属M插入其Mn+盐溶液中，可能发生： ➢ M(s) 溶解 Mn+(aq) + ne- （e-留在M表面）
M活泼性↑，Mn+(aq)浓度小，溶解占优。
➢ Mn+(aq) + ne- 沉积 M(s) M活泼性↓，Mn+(aq)浓度大，沉积占优。
.
平衡时，对于Zn-Zn2+ 电极，电子留在锌片 上，Zn2+进入溶液。 在Zn和Zn2+溶液的界 面上，形成双电层(a)。 铜电极的双电层(b)与 锌电极相反。
Zn2+ + 2e Zn
EӨ = - 0.7618 v
4. EӨ(氧化态/还原态) 反映了氧化-还原电对得失电子 的倾向。
.
例题： 在298.15K、标准状态下，从下列电对中选 出最强的氧化剂和最强的还原剂，并列出氧化态物 质的氧化能力和还原态物质的还原能力的强弱顺序。
F e 3 + / F e 2 + ,C u 2 + / C u ,I 2 / I ,S n 4 + / S n 2 + ,C l 2 / C l 解：查得： E(Cl2/Cl-)1.360V
.
标准电极电势表及其应用
1. 电极反应中各物质均为标准态，温度为298.15K。
2. EӨ(氧化态/还原态)是强度性质的量，不具可加性。
Cl2 + 2e
2Cl-
1/2 Cl2 + e
Cl-
EӨ = 1.3583 v EӨ = 1.3583 v
3. EӨ(氧化态/还原态)是平衡电极电势，无论作为原电 池的正极还是负极，电极电势值不变。
====
待测标准电极,
以E y =E+y - E-y 计算
EӨ(Zn2+/Zn) = 0.0000 – 0.7618 = -0.7618(V)
.
＊饱和甘汞电极：
由甘汞 (Hg2Cl2)、Hg、饱和KCl溶液组成
½ Hg2Cl2 + e-
Hg (l) + Cl-
Pt∣Hg∣Hg2Cl2∣Cl-
当KCl溶液为饱和溶液时， EӨ =0.2415V。
.
电极电势的数值
1. 标准电极电势EӨ
IUPAC建议采用标准氢电极作为标准电极
在b(H+)=1.0mol·kg-1 p(H2)=100.00kPa条件下，
＊标准氢电极的标准电极电势： EӨ(H+/H2) = 0.0000V
以此电极为参比，可测得其他标准电极的EӨ。
.
电极电势的数值
方法：
在25℃下，标准氢电极 测定原电池的电动势。
E(Cu2+/Cu)= 0.3419V
电对的电极电势越大，其氧化态越易得 电子，氧化性越强；电对的电极电势越 小，其还原态越易失电子，还原性越强。
.
原电池的电动势
在没有电流通过的情况下，正、负两极的电极 电势之差称之为原电池的电动势。
EE E
.
电极电势的数值
1. 标准电极电势EӨ
IUPAC建议采用标准氢电极作为标准电极
又如：
MnO4-+8H++5e-
其能斯特方程式：
Mn2++4H2O
E ( M 4 /n M 2 ) O E n ( M 4 /n M 2 ) O n
05 .0l5gb9 ({M b 1 (4 M )6 n 2 b 8 O )(nH )(b)8}
.
根据 Nernst方程，在一定温度下，对于给定的电 极，氧化态物质或还原态物质的浓度的变化将引 起电极电势的变化。
E(Fe3+/Fe2+)0.769VE(C u2+/C u)0.3394V
E(I2/I)0.5345V E(S n4+/S n2+)0.1539V
在标准状态下，上述电对中氧化态物质的氧化能 力由强到弱的顺序为：
C l2> F e3+> I2> C u2+> S 非n4 标+态？
还原态物质的还原能力由强到弱的顺序为：
.
平衡时，对于Zn-Zn2+ 电极，电子留在锌片 上，Zn2+进入溶液。 在Zn和Zn2+溶液的界 面上，形成双电层(a)。
铜电极的双电层(b)与 锌电极相反。
电极电势： 金属和其盐溶液 界面上的电势差。
在铜-锌原电池中，由于Zn电极和Cu电极的 电极电势不同，因此产生了电流。
.
电极电势
电极电势： 金属和其盐溶液界面上的电势差。
解：298.15K时，A g + /A g 电极的电极电势为：
➢ 增大氧化态物质的浓度或降低还原态物质的 浓度，都会使电极电势增大。
➢ 降低氧化态物质的浓度或增大还原态物质的 浓度，将使电极电势减小。
.
例题 已知 298.15 K 时，E(A g+/A g)0.7991V 。 计算金属银插在 0.0m 1 okl g1AgNO3 溶液中组成 A g + /A g 电极的电极电势。
S n 2 + > C u > I > F e 2 + > C l .
电极电势的数值
影响电极电势的因素
1、电极的本性
( EӨ )
2、浓度（或压力） (Nernst方程式)
（不是主要影响因素）
2、溶液的酸碱性
.
2. 能斯特(Nernst)方程式
对于非标准条件下各电对的电极电势，可用下式
计算：
EEӨRTlnb( zF b(