无机化学_第9讲 电化学基础.pdf

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1、第八章电化学基础¾电化学是研究通过电流产生化学变化(电解池)和通Oxidation–ReductionReactionandBasisof过化学反应产生电能(原电池)的化学领域。Electrochemistry¾氧化还原是电极反应、电极电位与电动势的基础8.1氧化还原反应¾应用范围V各类化学电源，如铅酸电池、锂电、镉电池、钒电池及8.2原电池与电池电动势燃料电池（车用、心脏起搏器、微型助听器等）8.3电极电势V体内的生化反应许多是氧化还原反应，是人类获取能量的来源8.4电动势与电极电势的应用V许多生物电

2、现象与电化学有关，如心电、脑电、肌电等V水溶液的pH值和氟离子等离子活度的测定，生物传感8.5电解与金属防腐器、电解合成法、金属防腐等也与电化学有关。无机化学无机化学8.1.1氧化数(oxidationnumber)8.1氧化还原反应¾氧化数：是一个原子的荷电数，这种荷电数是人BasicConceptsofOxidation–ReductionReaction为地将成键电子指定给电负性较大的原子而求得的ò说明：氧化数并非纯属人为规定，它是有实验根据的ò区别：电负性是指原子在分子中吸引电子能力的大小8.1

3、.1氧化数¾四个概词汇ò氧化（氧化数增加的过程）8.1.2氧化还原的概念ò还原（氧化数降低的过程）ò氧化剂（electronacceptor）8.1.3氧化还原反应方程式的配平ò还原剂（electrondonor）无机化学无机化学¾确定氧化数的规则ò单质中，元素的氧化数为零。求在Na2S4O6分子中S的氧化值ò单原子离子中，氧化数等于该离子所带的电荷数。Question1ò大多数化合物中，氢的氧化数为+1，只有在金属氢化物非极性共价键极性共价键配中氢的氧化数为-1。位键ò氧的氧化数：通常为-2，如H2O

4、OO2-©特别地：在过氧化物中为-1，如H2O2；在超氧化物中为-1/2，如KO2；在氟的氧化物中，如OF2和O2F2中分别为+2和+1。OSSSSOò中性分子中，各元素原子的氧化数的代数和为零，复杂离子的电荷等于各元素氧化数的代数和。ò例：H5IO6I氧化数+7；S2O32-S氧化数+2OOS4O62-S的氧化数+2.5；Fe3O4Fe氧化数+2S的氧化值5005平均值2.5无机化学无机化学1有机化合物中碳原子的氧化值计算规则¾表观氧化数的计算：一般氢为+1，氧为-2，氮为-3，卤原子-1，然后根据电

5、中性原理计算碳V如：CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COOHQuestion2V碳原子-2-10¾实际氧化数计算：根据电负性计算（电负性大谁是负的），然后计算一个原子与其所有相连原子的什么是“化合价”？氧化数的代数和，同一个分子中碳原子的实际氧化它与“氧化值”有无数大多是不一样的。©碳原子与碳原子相连，无论是单键还是重键，碳原子区别？的氧化值为零；©碳原子与氢原子相连接算作-1；©有机化合物中O，N，S，X等的电负性都比碳大；©碳原子以单键、双键或叁键与杂原子联结，碳原子的氧化值算作+l，+2或+

6、3。无机化学无机化学¾氧化数与化合价的异同8.1.2氧化还原反应00+2-2©化合价又称原子价，它表示各种元素的原子相互化合的数目。通常以氢的化合价等于1为标准。1)2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)与氧结合©化合价分为电价和共价。电价与离子键相对应，一种元素0+2的原子，失去电子有正价，得到电子有负价，且价数等于得2)Mg→Mg2++2e电子转移失的电子数目；共价与共价键相对应，在数值上等于原子间00+3-3的共用电子对数或共价键数。如NH3中，N为3价，H为1价。3)2P(s)+2Cl2(g)

7、=2PCl3(l)电子偏移V注意：氧化还原反应氧化数与化合价只在离子化合物和两种元素的原子组成的共价化合物中一致，但在有些有机化合物中二者不一致。——有电子得失或电子偏移的反应。化合价不能为分数，而氧化数可以。或——反应前后氧化数发生变化的反应。无机化学无机化学对氧化还原反应：8.1.3氧化还原反应方程式的配平Cu2++Zn==Zn2++Cu配平方法一、氧化数法O1R1O2R2Cu2+/Cu，Zn2+/Zn称为氧化还原电对。配平原则(1)元素原子氧化数升高的总数等于元素原氧化态和还原态成共轭关系：子氧化

8、数降低的总数Base+H+⇌Acid(2)反应前后各元素的原子总数相等HPO42-+H+⇌H2PO4-水溶液Ox+ne⇌Red(半反应)适用于中的氧化还原反应非水体系Zn2++2e⇌Zn无机化学无机化学2配平步骤例：用氧化数法配平氯酸与磷作用生成氯化氢和磷酸的反应。©写出未配平的基本反应式，在涉及氧化还原过+50-1+5•HClO3+P4→HCl+H3PO4程的有关原子上方标出氧化值Cl:(+5)→(-1)=+6©计算相关原子氧化值上升和下