第10章氧化还原平衡及氧化还原滴定法PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•在过氧化铬CrO5和过二硫酸根的结构式中都存在着 过氧链，在过氧链中氧的氧化数为-1，因此上述两个 化合物中Cr和S的氧化数均为+6。
氧化值可正可负Fra Baidu bibliotek可以是整数、分数或小数。
注意：在共价化合物中，判断元素原子的氧化值 时，不要与共价数（某元素原子形成的共价键的数 目）相混淆。
例如
CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
氧化态 (Ox) + ne 还原态 ( Red)
式中n表示互相转化时得失电子数。
半电池反应(电极反应):表示氧化态物质和还原态物 质之间相互转化的关系式。电极反应包括参加反应的 所有物质，不仅仅是有氧化值变化的物质。如电对 Cr2O72-／Cr3+ ，对应的电极反应为：
Cr2O72- ＋ 6e＋14H+ ＝ Cr3+ ＋7H2O。
电极类型
四类常见电极
C的共价数 4
4
4
4
4
C的氧化值 -4
-2
0
+2 +4
10.1.2 氧化与还原
氧化还原反应：凡化学反应中，反应前后元素的氧化 值发生了变化的一类反应。
如：Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ 氧化(oxidation) ：失去电子，氧化值升高的过程。 还原(reduction) ：得到电子，氧化值降低的过程。 还原剂(reducing agent)：反应中氧化值升高的物质。 氧化剂(oxidizing agent)：反应中氧化值降低的物质。 氧化态物质：氧化数高的物质。 如：Cu2+、Zn2+ 还原态物质：氧化数低的物质。 如：Cu、 Zn
第十章 氧化还原平衡 与氧化还原滴定法
Redox Equilibrium and Redox Titration
10.1 氧化还原反应的基本概念
根据反应过程中是否有氧化值的变化或电子转移， 化学反应可基本上分为两大类：
• ◆氧化还原反应（有电子转移或氧化值变化） • ◆非氧化还原反应（没有电子转移或氧化值无变化）
氧化还原反应对于制备新物质、获取化学热能和 电能具有重要的意义，与我们的衣、食、住、行及工 农业生产、科学研究都密切相关 。据不完全统计，化 工生产中约50%以上的反应都涉及到氧化还原反应。
10·1·1 氧化值（oxidation number）
元素的氧化值（氧化数）：某元素一个原子的表观电 荷数。假设把每一个化学键中的电子指定给电负性更大 的原子而求得。
配平中的经验处理方法：
酸性介质： O原子多的一边加H+ ，O原子少的一边加 H2O； 碱性介质： O原子多的一边加H2O ，O原子少的一边加OH- ； 中性介质： 左边一律加H2O，右边根据O原子的多少确定加H+或加OH-。
注意：
在配平同一方程式中，不要同时出现H+和OH-。
10.2 电极电势
10.2.l 原电池
•氧化剂与还原剂在反应中的变化规律
氧化剂 氧化数降低
得电子 本身被还原 具有氧化性 使还原剂氧化
还原剂 氧化数升高
失电子 本身被氧化 具有还原性 使氧化剂还原
10.1.3 氧化还原方程式的配平
1.氧化数法
以高锰酸钾与氯化钠在酸性介质中的反应为例， 讲述氧化数法配平步骤。
（1）根据实验确定反应物和产物的化学式为：
确定氧化值的一般规则： • 单质中元素的氧化值为零。 • 中性分子中各元素的正负氧化值代数和为零。 多原子离子中各元素原子正负氧化值代数和等于离子的 电荷。 • 在共价化合物中，共用电子对偏向于电负性大的元 素的原子，原子的“形式电荷数”即为它们的氧化值。
•◆应该指出的是，在确定有过氧链的化合物中各元 素的氧化数时，要写出化合物的结构式。例如，过 氧化铬CrO5和过二硫酸根的结构式为：
在CuSO4溶液中放入一片Zn，将发生下列氧化 还原反应： Zn（s）+ Cu2+（aq） Zn2+（aq）+ Cu（s）
在溶液中电子直接从Zn片传递给Cu2+，使Cu2+ 在Zn片上还原而析出金属Cu，同时Zn氧化为 Zn2+。这个反应同时有热量放出，这是化学能转 化为热能的结果。
这一反应可在下列装置中分开进行
KMnO4 NaCl H2SO4 Cl2 MnSO4 ＋ K2SO4 Na 2SO4
2.离子-电子法
• 离子-电子法配平氧化还原反应的原则是反应中 氧化剂夺得的电子总数与还原剂失去的电子总数相 等。 • 由于任何氧化还原反应可看作由两个半反应组成， 所以配平时先将氧化-还原反应拆成两个半反应，配 平半反应，最后将两个半反应加合起来，消除其中 的电子。
• 盐桥：在U型管 中装满用饱和 KCl溶液和琼胶 作成的冻胶。这 种装满冻胶的U 型管叫做盐桥
盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向 铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持 电中性，从而使锌的溶解和铜的析出得以继续 进行，使电子不断从Zn极流向Cu极。
“半电池” ：由同一种元素不同氧化值的两种物 质构成。一种是处于低氧化值的物质（还原态物质）； 另一种是处于高氧化值的物质（氧化态物质）。
这种能将化学能转变为电能的装置， 称为原电池（Primary Cell）。
产生电流的原因： Zn－2e- Zn2+ 锌电极为负极 (发生氧化反应) Cu2+ + 2e- Cu
铜电极为正极(发 生还原反应)
正、负两极分别发 生的反应，称为电 极反应。
电池反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+（总反应）
原电池由两个半电池组成的。
氧化还原电对：由同一种元素的氧化态物质和其对应 的还原态物质所构成的整体。 常用符号[氧化态]／[还原态]来表示，如氧化还原电 对可写成 Cu2+／Cu、Zn2＋／Zn、 Cl2/Cl-、Cr2O72-／ Cr3+、H+/H2。
氧化态物质和还原态物质在一定条件下，可以互 相转化；
原电池电池符号：
（一）Zn∣ZnSO4（cl）‖ CuSO4（c2）∣Cu（＋）
书写原电池符号的规则：
⑴ 负极“－”在左边，正极“+”在右边，盐桥用 “‖”表示。
⑵ 半电池中两相界面用“∣”分开，同相不同物质 用“，”分开；溶液、气体要注明ci、pi ,当溶液浓度为 1mol·L－1时，可不写。
⑶ 纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“∣” 分开。
氧化值可正可负Fra Baidu bibliotek可以是整数、分数或小数。
注意：在共价化合物中，判断元素原子的氧化值 时，不要与共价数（某元素原子形成的共价键的数 目）相混淆。
例如
CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
氧化态 (Ox) + ne 还原态 ( Red)
式中n表示互相转化时得失电子数。
半电池反应(电极反应):表示氧化态物质和还原态物 质之间相互转化的关系式。电极反应包括参加反应的 所有物质，不仅仅是有氧化值变化的物质。如电对 Cr2O72-／Cr3+ ，对应的电极反应为：
Cr2O72- ＋ 6e＋14H+ ＝ Cr3+ ＋7H2O。
电极类型
四类常见电极
C的共价数 4
4
4
4
4
C的氧化值 -4
-2
0
+2 +4
10.1.2 氧化与还原
氧化还原反应：凡化学反应中，反应前后元素的氧化 值发生了变化的一类反应。
如：Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+ 氧化(oxidation) ：失去电子，氧化值升高的过程。 还原(reduction) ：得到电子，氧化值降低的过程。 还原剂(reducing agent)：反应中氧化值升高的物质。 氧化剂(oxidizing agent)：反应中氧化值降低的物质。 氧化态物质：氧化数高的物质。 如：Cu2+、Zn2+ 还原态物质：氧化数低的物质。 如：Cu、 Zn
第十章 氧化还原平衡 与氧化还原滴定法
Redox Equilibrium and Redox Titration
10.1 氧化还原反应的基本概念
根据反应过程中是否有氧化值的变化或电子转移， 化学反应可基本上分为两大类：
• ◆氧化还原反应（有电子转移或氧化值变化） • ◆非氧化还原反应（没有电子转移或氧化值无变化）
氧化还原反应对于制备新物质、获取化学热能和 电能具有重要的意义，与我们的衣、食、住、行及工 农业生产、科学研究都密切相关 。据不完全统计，化 工生产中约50%以上的反应都涉及到氧化还原反应。
10·1·1 氧化值（oxidation number）
元素的氧化值（氧化数）：某元素一个原子的表观电 荷数。假设把每一个化学键中的电子指定给电负性更大 的原子而求得。
配平中的经验处理方法：
酸性介质： O原子多的一边加H+ ，O原子少的一边加 H2O； 碱性介质： O原子多的一边加H2O ，O原子少的一边加OH- ； 中性介质： 左边一律加H2O，右边根据O原子的多少确定加H+或加OH-。
注意：
在配平同一方程式中，不要同时出现H+和OH-。
10.2 电极电势
10.2.l 原电池
•氧化剂与还原剂在反应中的变化规律
氧化剂 氧化数降低
得电子 本身被还原 具有氧化性 使还原剂氧化
还原剂 氧化数升高
失电子 本身被氧化 具有还原性 使氧化剂还原
10.1.3 氧化还原方程式的配平
1.氧化数法
以高锰酸钾与氯化钠在酸性介质中的反应为例， 讲述氧化数法配平步骤。
（1）根据实验确定反应物和产物的化学式为：
确定氧化值的一般规则： • 单质中元素的氧化值为零。 • 中性分子中各元素的正负氧化值代数和为零。 多原子离子中各元素原子正负氧化值代数和等于离子的 电荷。 • 在共价化合物中，共用电子对偏向于电负性大的元 素的原子，原子的“形式电荷数”即为它们的氧化值。
•◆应该指出的是，在确定有过氧链的化合物中各元 素的氧化数时，要写出化合物的结构式。例如，过 氧化铬CrO5和过二硫酸根的结构式为：
在CuSO4溶液中放入一片Zn，将发生下列氧化 还原反应： Zn（s）+ Cu2+（aq） Zn2+（aq）+ Cu（s）
在溶液中电子直接从Zn片传递给Cu2+，使Cu2+ 在Zn片上还原而析出金属Cu，同时Zn氧化为 Zn2+。这个反应同时有热量放出，这是化学能转 化为热能的结果。
这一反应可在下列装置中分开进行
KMnO4 NaCl H2SO4 Cl2 MnSO4 ＋ K2SO4 Na 2SO4
2.离子-电子法
• 离子-电子法配平氧化还原反应的原则是反应中 氧化剂夺得的电子总数与还原剂失去的电子总数相 等。 • 由于任何氧化还原反应可看作由两个半反应组成， 所以配平时先将氧化-还原反应拆成两个半反应，配 平半反应，最后将两个半反应加合起来，消除其中 的电子。
• 盐桥：在U型管 中装满用饱和 KCl溶液和琼胶 作成的冻胶。这 种装满冻胶的U 型管叫做盐桥
盐桥的作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向 铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持 电中性，从而使锌的溶解和铜的析出得以继续 进行，使电子不断从Zn极流向Cu极。
“半电池” ：由同一种元素不同氧化值的两种物 质构成。一种是处于低氧化值的物质（还原态物质）； 另一种是处于高氧化值的物质（氧化态物质）。
这种能将化学能转变为电能的装置， 称为原电池（Primary Cell）。
产生电流的原因： Zn－2e- Zn2+ 锌电极为负极 (发生氧化反应) Cu2+ + 2e- Cu
铜电极为正极(发 生还原反应)
正、负两极分别发 生的反应，称为电 极反应。
电池反应：Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+（总反应）
原电池由两个半电池组成的。
氧化还原电对：由同一种元素的氧化态物质和其对应 的还原态物质所构成的整体。 常用符号[氧化态]／[还原态]来表示，如氧化还原电 对可写成 Cu2+／Cu、Zn2＋／Zn、 Cl2/Cl-、Cr2O72-／ Cr3+、H+/H2。
氧化态物质和还原态物质在一定条件下，可以互 相转化；
原电池电池符号：
（一）Zn∣ZnSO4（cl）‖ CuSO4（c2）∣Cu（＋）
书写原电池符号的规则：
⑴ 负极“－”在左边，正极“+”在右边，盐桥用 “‖”表示。
⑵ 半电池中两相界面用“∣”分开，同相不同物质 用“，”分开；溶液、气体要注明ci、pi ,当溶液浓度为 1mol·L－1时，可不写。
⑶ 纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“∣” 分开。