第三部分电化学课件.ppt

第三部分 电化学 第一节 基本概念 原电池结构 第二节 电极电势 参比电极 标准电极电势表 二、 电极电势的能斯特方程式 第三节 电极电势的应用 二、 氧化还原反应方向的判断 第四节 金属的腐蚀与防止 一、 腐蚀的分类 2. 电化学腐蚀 1）析氢腐蚀 三、 金属腐蚀的防止 4. 阴极保护法 首 页 末 页 下一页 上一页 * 一、氧化数 原子或基团的带电状态。 如：H2O中H为+1，O为-2。 二、氧化还原电对 同一种元素的不同氧化态。 如：Cu2+/Cu、ClO3-/Cl- 还可用氧化态/还原态表示 三、 原电池 注意：氧化数有分数 盐桥的作用：补充电荷、维持电荷平衡。盐桥是一倒插的U型管,内含KCl或KNO3溶液，可用琼脂溶胶或多孔塞保护，使KCl或KNO3溶液不会自动流出。 正极反应: Cu2+ +2e- Cu 负极反应: Zn - 2e- Zn2+ 电池反应： Cu2++Zn→Zn2++Cu 2. 电池反应和电极反应 1、组成 原电池是由两个半电池组成的。 正极、负极和盐桥导线 a(氧化态) + ne b(还原态) 一、标准电极电势 用E0(氧化态/还原态)表示。如E0（H+/H2) 1、定义 在电极反应中各种物质均处于标态时的电极电势。 2、标准氢电极 E ? (H+/H2) 国际上统一(人为)规定:标准氢电极的电极电势E 0为零 E0(H+ /H2) =O.OV 当c (KCl)为饱和溶液时，  E =0.2412V 使用标准氢电极不方便，一般常用易于制备、使用方便且电极电势稳定的甘汞电极或氯化银电极等作为电极电势的对比参考，称为参比电极。 如：右图的甘汞电极：Pt∣Hg∣Hg2Cl2∣Cl- KCl溶液 Hg2Cl2 Hg Pt 2.866 0.401 0.3419 0 -0.7618 -2.71 E /V F2(g)+2eˉ = 2Fˉ(aq) O2(g)+2H2O+4eˉ=4 OHˉ(aq) Cu2+(aq)+2eˉ = Cu(s) 2H+(aq)+2eˉ = H2 (g) Zn2+(aq)+2eˉ = Zn(s) Na+(aq)+eˉ =Na(s) 电 极 反 应 F2/Fˉ O2/OHˉ Cu2+/Cu H+/H2 Zn2+/Zn Na+/Na 电 对 氧化能力逐渐增强 还原能力逐渐增强 对于任意给定的电极，电极反应通式为 a(氧化态)+ne- b(还原态) 又如，T=298.15K时: 上式称为电极电势的能斯特方程 在能斯特方程式中： ④纯液体、纯固体不表示在式中。 ②a[氧]或b[还]皆以半反应中各物质的化学计量数为指数； ③电极反应中某物质若是气体，则用相对分压 p/p 表示。 4OH- 能斯特方程式表示为： 例如:O2+2H2O+4e - ① n 为半反应中得失的电子数； 例 ? 计算OH-浓度为0.100mol·dm-3时，氧的电极电势 E(O2/OH-)。已知：p(O2)=101.325kPa，T=298.15K。 解：从附录10中可查得氧的标准电极电势： E (O2/OH -)=0.401V O2(g)+ 2H2O +4e- 4OH -(aq) ， 当c(OH -)=0.100mol·dm-3时，氧的电极电势为 = 0.460V 说明介质的酸碱性对含氧酸盐氧化性的影响较大。 解：半反应式为： Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O Nernst方程为： 例：计算当pH=5.00，c(Cr2O72-)=0.0100mol·dm-3，c(Cr3+)=1.00× 10-6 mol·dm-3时，重铬酸钾溶液中的 E(Cr2O72-/ Cr3+)值。 =0.693V 一、 氧化剂和还原剂相对强弱的比较 E值大的氧化态物质是强氧化剂； E值小的还原态物质是强还原剂。 例4. 下列三个电极中在标准条件下哪种物质是最强的氧化剂？若其中MnO4/Mn2+的电极改为在pH=5.00的条件下，它们的氧化性相对强弱次序将怎样改变？已知 E0 (MnO4-/Mn2+) = 1.507V E 0 (Br2/Br-) = 1.066V E 0 (I2/I-) = 0.5355V 解：(1)在标准状态下可用E 的大小