第十一章 氧化还原反应

第十一章氧化还原反应

§本章摘要§1.原电池

原电池电极电势和电动势

2.氧化还原反应方程式的配平

电极反应式的配平氧化还原方程式的配平

3.电池反应的热力学

电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对

E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数

4.化学电源

化学电源

5.分解电压和超电压

分解电压和超电压

6.和电极电势有关的图示

电势- pH 图元素电势图自由能- 氧化数图

1

4

1 的

(1)

片上，进入溶随着上述过程的进行，左池中过剩，显正电性，阻

－+ 2 e 过剩，

阻碍电子从左向右移动，阻碍反应+ 2 e - Cu

不能持续

(2)

的溶液中，构成锌电极。这

接触时，有两种过程可能发生：

Zn ----+ 2 e

+ 2 e --- Zn

- 电极来说，一般认为是锌片上留下负电荷而进入溶液。和

Zn - 电极的电极电势。

溶液均处于标准态时，这个

表

表示。电极电势

至此，我们定义了电极电势和，电池的电和电池的电动势可以测得，这将在物理

值的测定中仍有一些值必须组成一个电路，

值的参比电极。测出由待测电极和参比电极组成的原电池的电动势E,

值，就可以计算出待测电极的电极电

(1 )

1.013Pa

原电池的电动势

表示电极中极板与溶液之间的

动势为电池的标准电动势，

大的电极为正极，故电

所以，电池反应

] = 1

。

[ KCl ] = 1。其

而求得。

, 离子共存的溶液中，

物质。如,

值增大的顺序从上到下排列。

-即得，正极的电极反应减去负极的电极反应即原电池的电池反应。在电池反应中，正极的

反应减去负极的电极反应即原电池的电池反应：

正极的氧化型 是氧化剂，它被还原成其还原型

其氧化型

。

值越大表示氧化型物质越容易被还原。这种电极电势被称为‘还原电势’

第十一章 氧化还原反应

§本章摘要§ 1.原电池

原电池 电极电势和电动势 2.氧化还原反应方程式的配平

电极反应式的配平 氧化还原方程式的配平 3.电池反应的热力学 电动势

和电池反应的关系 电动势和电池反应的关系

浓度对

E 和

的影响 (Nernst 方程) 水溶液中离子的热力学函数

4.化学电源 化学电源

5.分解电压和超电压 分解电压和超电压

6.和电极电势有关的图示

电势 - pH 图 元素电势图 自由能 - 氧化数图

以电对为例，配平其电极

OH, 等；而在碱介质中则不应出现酸性物质，如

, 等。根据电对

介质条件。

第十一章氧化还原反应

§本章摘要§1.原电池

原电池电极电势和电动势

2.氧化还原反应方程式的配平

电极反应式的配平氧化还原方程式的配平

3.电池反应的热力学

电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对

E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数

4.化学电源

化学电源

5.分解电压和超电压

分解电压和超电压

6.和电极电势有关的图示

电势- pH 图元素电势图自由能- 氧化数图

电动势和电池反应的的关系

化学反应在烧杯中进行时，虽有电子转移，但不产生电流，属于恒温恒压无非体积功的过程。其自发进行的判据是rG < 0

- rG > W

时，转移的电子为

-rG = W rG = -nEF

， z 为一无单位的纯数，公式的单位统一于

从公式rG = -zEF 可见，rG < 0 ，而公式则变成

的关系，相当于

和

的关系，关于这一点后面还要详细地讨

和电池反应的的关系 求得氧化还原反应的平衡常数，例 1求反应298 。池，求出，再求出

。例 即

= 0.2 V 就可以达到

原电池，以求其。

和的影响

电对的半

反应，

原型

氧化型

其电子转移数为

= 0 V 保持不变，1HAc , 的值。

要大；

减小，比

要小。

所以电动势可以由下式算出

因为正极和负极都是氢电极，所以

响

和

值

1

，

相当于已知电极

。和= 1.0

决定的。 值变得越小；

最后，要知道若还原型生成沉淀，值将变大。将变化后的浓度代入电极电势的可通过计算得到变化后的 值。

1

，而且将这个标准态看成是

] = 1 ，求出上式中的1和Ka = 5.1

则变小；

变大。1的

第十一章氧化还原反应

§本章摘要§1.原电池

原电池电极电势和电动势

2.氧化还原反应方程式的配平

电极反应式的配平氧化还原方程式的配平

3.电池反应的热力学

电动势和电池反应的关系电动势和电池反应的关系浓度对

E 和的影响(Nernst 方程)水溶液中离子的热力学函数

4.化学电源

化学电源

5.分解电压和超电压

分解电压和超电压

6.和电极电势有关的图示

电势- pH 图元素电势图自由能-

氧化数图