第08章 氧化还原与电极电位.ppt

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1、第八章氧化还原反应与电极电位学习目的和要求1.熟悉原电池的结构及正负极反应的特征，掌握电池组成式的书写，了解电极类型、电极电位产生的原因，熟悉标准电极电位概念，掌握以标准电极电位判断氧化还原反应方向。2.掌握通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数。3.掌握电极电位的Nernst方程、影响因素及有关计算。5.了解电位法测量溶液pH的原理。重点1.通过标准电极电位判断氧化还原反应方向2.通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数3.电极电位的Nernst方程、影响因素及有关计算。难点1.电极电位的产生2.通过标准电动势计算有关反应的平衡常数第二节原电池与电极电位一、原电池二、电极电位三、标准电极电

2、位（standardelectrodepotential）第四节电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素一、Nernst方程式二、电极溶液中各物质浓度对电极电位的影响第五节电位法测定溶液的pH一、常用参比电极二、指示电极三、电位法测定溶液的pH第二节原电池与电极电位一、原电池原电池的概念原电池是将化学能转化成电能的装置正极，氧化剂被还原：Cu2++2e→Cu负极，还原剂被氧化：Zn→Zn2++2e电池反应（半电池反应）表示氧化态(oxidationstate)，Red表示还原态(reductionstate)。又如半反应MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O半反应的通式为氧化态+

3、ne-还原态(8.1a)或Ox+ne-Red(8.1b)式中：n为半反应中电子转移的数目，Ox表示氧化态(oxidationstate)，Red表示还原态(reductionstate)。式中电子转移数为5，氧化态物质应包括MnO4-和H+，还原态为Mn2+(H2O是溶剂不包括在内)。当H+和OH－参与半反应时，虽然它们在反应中未得失电子，也应写入半反应中。每个氧化半反应或还原半反应中都含有一个氧化还原电对，通常写成：氧化态/还原态（Ox/Red）。如Cu2+/Cu；Zn2+/Zn。电池反应（cellreaction）：正极发生的还原反应与负极发生的氧化反应的加合，Cu2++Zn==Zn2++

4、Cu电池组成式：原电池构成的符号表示。如：Zn

5、Zn2+（c）

6、

7、Cu2+（c）

8、Cu（+）又如将2H+（aq）+Zn（s）==H2（g）+Zn2+的反应组成电池：（一）Zn

9、Zn2+（c）

10、

11、H+（c）

12、H2（100kPa），Pt（+）书写电池组成式的规定：负极在左，正极在右；“

13、”表示界面，“

14、

15、”表示盐桥；当电极物质不能作导电板时，应用隋性物质如铂或碳棒作导电板；同一相的不同物质之间，或电极中的相界面用“，”隔开，标出电极中各物质的浓度或气体的分压。电极类型（typesofelectrode）：1．金属-金属离子电极，如Zn

16、Zn2+（c）电极反应：Zn2++2e=Zn2．气体电极，如

17、Pt，Cl2（p）

18、Cl-（c）电极反应：Cl2+2e=2Cl-3．金属-金属难溶盐—阴离子电极，如Ag，AgCl（s）

19、Cl-（c）电极反应：AgCl+e=Ag+Cl-4．氧化还原电极：如Pt

20、Fe2+（c1），Fe3+（c2）电极反应：Fe3++e=Fe2+（一）电极电位的产生双电层理论（theoryofelectricdoublelayer）：二、电极电位M（s）Mn+（aq）+ne-溶解沉积用φoxd/red表示某个氧化还原电对的电极电位；正极的电极电位用φ+表示；负极的电极电位用φ-表示；原电池的正负极之间的电极电位差称为原电池的电动势（electromotiveforce）（E）E

21、=φ+-φ-（二）电池电动势的测定三、标准电极电位（standardelectrodepotential）（一）标准氢电极（standardhydrogenelectrode）由于至今无法测定绝对电极电位值，因此只能测定 电极电位的相对值。IUPAC规定：电极组成：Pt，H2（100kPa）

22、H+（a=1）标准氢电极的电极电位为零。其它标准电极的φ值通过与标准氢电极组成电池来确定：Pt，H2（100kPa）

23、H+（a=1）

24、

25、Mn+(a=1)

26、M电极的“+”、“-”由外电路的电流方向确定。（一）Pt，H2（100kPa）

27、H+（1mol·L-1）

28、

29、Cu2+(1mol·L-1)

30、Cu（+）（二

31、）标准电极电位表半反应/V氧化剂的氧化能力增强Na++2e-NaZn2++2e-ZnPb2++2e-Pb2H++2e-H2AgCl+e-Ag+Cl-Cu2++2e-CuI2+2e-2I-O2+2H++2e-H2O2Fe3++e-Fe2+Ag++e-AgBr2(l)+2e-2Br-Cr2O72-+14H++6e-2Cr3++7H2OCl2+2e-2Cl-MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O-