能斯特方程解析说课讲解.ppt

《能斯特方程解析说课讲解.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、能斯特方程解析能斯特方程式电极电势的大小，不仅取决于电对本身的性质，还与反应温度、有关物质浓度、压力等有关。能斯特从理论上推导出电极电势与浓度（或分压）、温度之间的关系，对任一电对：1.能斯特方程(Nernstequation)能斯特方程式电极反应：aOx+ne-⇋bRed其中：F—法拉第常数，F=96485J·mol-1·V-1n—电极反应中转移的电子数将式中的常数项R=8.314J·K-1·mol-1,F=96485J·mol-1·V-1代入,并将自然对数改成常用对数，在298.15K时，则有：能斯特方程式◆应用

2、能斯特方程时，应注意：（1）如果组成电对的物质是固体或液体，则它们的浓度项不列入方程式中；如果是气体，则要以气体物质的分压来表示。（2）如果电极反应中，除了氧化态和还原态物质外，还有参加电极反应的其他物质，如H+、OH-存在，则应把这些物质也表示在能斯特方程中。（3）半反应中的计量系数作为指数。能斯特方程式（1）浓度对电极电势的影响从能斯特方程式可看出，当体系的温度一定时，对确定的电对来说，φ主要取决于c(OX)/c(Red)的比值大小。2.影响电极电势的因素能斯特方程式例：计算298.15K下，c(Zn2+)＝0.

3、100mol·L-1时的φ(Zn2+/Zn）值。即当c(Zn2+)减少为cθ(Zn2+)十分之一时，φ(Zn2+/Zn）值比φθ(Zn2+/Zn)仅减少0.03V。（Zn2+/Zn）＝φθ(Zn2+/Zn)+{lgc(Zn2+)/cθ}＝-0.7626V+lg0.100＝-0.7922V解：电极反应为Zn2++2e-Zn能斯特方程式例：计算298.15K下，c(OH-)＝0.100mol·L-1时的φ(O2/OH-)值。(已知p(O2)＝105Pa)φ(O2/OH-)＝φθ(O2/OH-)+lg解：电极反应为O2+

4、2H2O+4e-4OH-＝+0.401V+lg＝+0.460V能斯特方程式（2）酸度对电极电势的影响如果H+、OH-也参加电极反应，那么溶液酸度的变化也会对电极电势产生影响。例：在298.15K下，将Pt片浸入c()＝c(Cr3+)＝0.100mol·L-1，c(H+)＝10.0mol·L-1溶液中。计算的φ(/Cr3+)值。能斯特方程式φ(Cr2O/Cr3+)＝φθ(Cr2O/Cr3+)＝+1.36V+lg＝+1.50V解：电极反应为Cr2O+14H++6e-2Cr3++7H2O能斯特方程式解:电极反应为：MnO4

5、-(aq)+8H+(aq)+5e-=Mn2+(aq)+4H2O已知:c(MnO4-)=c(Mn2+)=1mol.dm-3c(H+)=1.010-5mol.dm-3,Z=5查表:E(MnO4-/Mn2+)=+1.512VE(MnO4-/Mn2+)=E(MnO4-/Mn2+)+———lg———————————0.0592VZ[c(MnO4-)/c][c(H+)/c]8[c(Mn2+)/c]例题:计算298K下pH=5时，MnO4-/Mn2+的电极电势(其他条件同标准态)。E(MnO4-/Mn2+)=1.512

6、V+———lg(10-5)8=1.04V当c(H+)=2.0mol.dm-3E(MnO4-/Mn2+)=1.512V+———lg(2)8=1.541V0.0592V50.0592V5可知：c(H+)浓度增加，电极电势增加，MnO4-氧化性增强。二、离子浓度改变对氧化还原反应方向的影响例判断2Fe3++2I-＝2Fe2++I2在标准状态下和[Fe3+]=0.001mol·L-1,[I-]=0.001mol·L-1,[Fe2+]=1mol·L-1时反应方向如何?解：(1)标准状态：E0＝0(Fe3+/Fe2+)-0(

7、I2/I-)＝0.770-0.535＝0.235V>0所以在标准状态下，上述反应能自发进行。(2)非标准状态：+＝0.770＋0.0592lg———=0.0592(V)0.0011-＝0.535＋0.0592lg———=0.718(V)0.0011I2+e=I-0＝0.535V—12Fe3++e=Fe2+0＝0.770VE＝+－-＝0.592-0.718＝-0.121(V)<0所以在非标准状态下，上述反应向逆方向自发进行。作业：已知Cl2+2e-=2Cl-θ＝1.358VMnO2+4H++2e-=Mn2

8、++2H2Oθ＝1.228VMnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2Oθ＝1.491V通过计算，用MnO2制取氯气的时候盐酸的浓度最少为多少？此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢