第二节电极电势的应用一比较氧化剂和还原剂的相对强弱.pptVIP

第二节 电极电势的应用 一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱 二、判断氧化还原反应进行的方向 方向：较强的氧化剂与较强的还原剂作用，生成较弱的还原剂与较弱的氧化剂。位于第二纵行左下方的氧化剂可以氧化其右上方的还原剂；同样位于右上方的还原剂可以还原其左下方的氧化剂。而且氧化剂和还原剂在表中的位置相隔越远，它们之间的得失电子自发反应趋势越大。 例3-7判断标准态下反应 Fe+Cu2+ ? Fe2++Cu自发进行的 方向 解：查表知 Fe2＋＋2e ? Fe ＝－0.447V Cu2＋＋2e ? Cu ＝0.3419V ＝0.3419－（－0.447） ＝0.7889V 因为 所以电对 Cu2＋/Cu为正极，发生还原反应； 电对Fe2＋/Fe为负极，发生氧化反应。故反应正向自发进行 例3-8 判断下列反应在298.15K时自发进行的方向。 Pb2+(0.001mol·L-1)＋Sn＝Pb＋Sn2＋（0.100mol·L-1） 解：查表知 Pb2＋＋2e ? Pb ＝－0.1262V Sn2＋2e ? Sn ＝－0.1375V 由于是非标准态下的反应，需根据Nemst方程式计算非标准态下电对的 值，才能进行判断： 因为 所以电对 Sn2+/Sn为正极，发生还原 反应； 电对Pb2＋/Pb为负极，发生氧化 反应。故反应按所写方程式逆向 进行。 三、判断氧化还原反应进行的程度 例：3－9判断反应 Zn＋Cu2＋ ? Zn2＋＋Cu在298.15K时进行的程度。 解：根据Nermst方程 反应开始时，由于 故反应能正向进行。但随着反应的进行， ［Cu2＋］不断降低，［Zn2＋］不断升高，从而使 不断降低， 不断升高，当达到 时，反应即达到平衡，此时： ［Zn2＋］/［Cu2＋］的比值就是此反应的平衡常数。由于数值很大，说明此反应进行得很彻底。根据上面计算，可以导出利用标准电极电势来计算平衡常数K值公式： 式中： 氧：反应中氧化剂电对的 标准电极电势； 还：反应中还原剂电对的 标准电极电势； n：反应中转移的电子数 由上式可以看出，两个电对的 值相差越大，平衡常数K值也越大，反应进行的越彻底。计算表明，对于n＝2的反应 差值为0.2V时，或者当n=1, 差值为0.4V时，均有k＞106，此平衡常数己较大，可以认为反应进行已相当完全。 例：3-10判断反应Sn＋Pb2＋ ? Sn2＋＋Pb 在298.15K时进行的程度。 * 电对的 值越大，表示电对中氧化态 物质的氧化能力越强，是强氧化剂；其 相应的共轭还原态物质的还原能力越弱， 是弱的还原剂。反之， 值越小，表示 电对中还原态物质的还原能力越强，是 强还原剂；其相应的共轭氧化态物质的 氧化能力越弱，是弱的氧化剂。 从电极电势来看，氧化态物质的氧化能力从上到下逐渐增强，还原态的还原能力从下到上逐渐增强。即Li是最强的还原剂，Li＋是最弱的氧化剂；F2是最强的氧化剂，F-则是最弱的还原剂。