第8章氧化还原反应和电极电势概述.ppt

第八章 氧化还原反应与电极电位Oxdation Reduction Reaction and Electrode Potential 一、氧化值 (氧化数，oxidation number) 例： 求 Na2S4O6 中 S 的氧化值 ⒈ 自身氧化还原反应 氧化还原反应： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 半反应由同一元素原子的不同氧化值组成，其 中氧化值高的为氧化态,氧化值低的为还原态。 半反应的通式为 ： 氧化态+ ne - 还原态 Ox +ne - Red 氧化还原电对通常写成：氧化态/还原态 Ox/Red 1. 氧化还原反应的实质 四、氧化还原方程式的配平 —— 离子-电子法 ⑵ 根据得失电子数相等的原则，加合成配平的反应式 思考题：下列反应式（或半反应）是否正确？为什么？ §8-2 原电池与电极电位 ㈡ 工作原理 (五) 电极类型 例8-2(p.146) 将高锰酸钾与浓盐酸作用制备氯气的反应设计为原电池，写出正、负极的反应，电池反应，电极组成式与分类，电池组成式。 二、电极电位的产生 ㈠ 标准氢电极（SHE, Standard hydrogen electrode) ㈡ 电极电位的测定 根据电流方向确定正负极 Cu | Cu 2+ (1.0 mol·L-1 ) ?θ(Cu 2+/ Cu) = + 0.3402V Zn | Zn2+ (1.0 mol·L-1 ) ?θ(Zn2+/Zn) = - 0.7618V ㈢ 标准电极电位 ㈣ 标准电极电位表（表8-1，p149） ㈣ 标准电极电位表（表8-1，p149） ㈤ 标准电极电位的应用 ⒉ 判断标态下氧化还原反应的方向 例8-4 根据下列反应，定性判断 Br2/Br-、I2/I-、 Fe3+/Fe2+ 三个电对的电极电位的相对大小。 二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 例8-6(p.151) 三、电池标准电动势和平衡常数 例8-5(p.142) 例8-6(p.142) §8-4 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素 2. 电极电位的Nernst方程式 ⑴ H+ 和OH-均包括在Nernst方程式中， 二、电极溶液中各物质浓度对电极电位的影响 例8-8 酸度的改变还能改变产物 ㈡ 沉淀的生成对电极电位的影响 电极 AgCl + e- Ag + Cl- 实验测得原电池 ㈢ 生成弱酸(或弱碱)对电极电位的影响 ⑵ 加入NaAc后: §8-5 电位法测定溶液的pH 二、指示电极 ㈡ 复合电极 三、电位法测定溶液的pH值 课堂练习： Summary ⑴ 2Fe3+ + 2I- = I2 + 2Fe2+ ⑵ Br2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Br- 解: 由反应⑴可知： ??(Fe3+/ Fe2+) ??(I2/ I-) 由反应⑵可知： ??(Br2/ Br-) ??(Fe3+/ Fe2+) ∴ ??(Br2/ Br-) ??(Fe3+/ Fe2+) ??(I2/ I-) ∵ q ＝nF n mol 电子 F 法拉第常数 ≈ 96485 C · mol-1 ∴ △rGm = Ｗf, max = – nFE = – nF(?+﹣?﹣) Ｗf, max＝ – E·q E : 电动势(单位V) q : 电量 等温等压条件下电池所做的最大有用功 (电功) §8-3 电池电动势与Gibbs自由能 一、电池电动势与化学反应Gibbs自由能变的关系 – (△rGm )T,P = – Wf, max 即：(△rGm )T,P = Wf, max 单位为J·mol-1） ( △rGm 电池反应： Ox1 + Red2 Ox2 + Red1 E＞0 反应正向自发进行 E＜0 反应逆向自发进行 E＝0 反应达到平衡状态 标态下： E?＞0 反应正向自发进行 E?＜0 反应逆向自发进行 E? ＝0 反应达到平衡状态 ? 根据标准电极电位，计算反应Cr2O72- +6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ +7H2O的 E ，并判断反应在标准状态下是否自发进行。 解： E? = ? ?