第八章 氧化还原反应与电极电位讲解.ppt

第八章 氧化还原反应和电极电位 内容提要 氧化还原反应 氧化值 氧化还原反应 氧化还原反应方程式的配平 原电池与电极电位 原电池 电极电位的产生 标准电极电位 电池电动势与Gibbs自由能 电池电动势与化学反应自由能变的关系 用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 内容提要 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素 电极电位的Nernst方程式 电极溶液中各物质浓度对电极电位的影响 电位法测定溶液的pH 常用参比电极 指示电极 电位法测定溶液的pH值 第一节 氧化还原反应 一、氧化值 二、氧化还原反应 二、氧化还原反应 (二). 氧化还原半反应和氧化还原电对 1.氧化还原反应可以根据电子的转移，由两个 氧化还原半反应构成： Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 一个半反应是氧化反应：Zn - 2e- → Zn2+ ； 一个半反应为还原反应：Cu2+ + 2e- → Cu 。 二、氧化还原反应 第二节 原电池和电极电位 一、原电池 二、电极电位的产生 三、标准电极电位 一、原电池 一、原电池 一、原电池 (一).原电池的组成 1.原电池的组成 两个半电池（或电极）。半电池包括电极材料（电极板）和电解质溶液。 盐桥连接两个半电池，沟通原电池的内电路。 一、原电池 2.电池的反应 负极反应 Zn → Zn2+ + 2e- （氧化反应） 正极反应 Cu2+ + 2e- → Cu （还原反应） 由正极反应和负极反应所构成的总反应，称为电池反应(氧化还原反应）： 一、原电池 (二)原电池组成式 一、原电池 (二)原电池组成式 一、原电池 (三).电极类型 一、原电池 二、电极电位的产生 三、标准电极电位 三、标准电极电位 三、标准电极电位 三、标准电极电位 第三节 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 二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 三、电池标准电动势和平衡常数 一、电池电动势与化学反应Gibbs自由能变的关系 在等温等压下，原电池看作可逆电池 (电池中电流无限微小，电池反应无限缓慢，电池内部趋向于平衡态) 系统所作的非体积功全部为电功： ?rGm= Wmax= W电功,最大 = - qE = - nFE n:转移电子的物质的量，单位mol； E:电动势,单位V; F(法拉第常数) = 96485 C·mol-1; 二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 对于一个氧化还原反应： 电池组成 ： (-) Pt(s) | Ox2(aq), Red2(aq) || Ox1(aq), Red1(aq) | Pt(s) (+) 原电池电动势： E = ? Ox1/Red1 - ? Ox2/Red2 ?rGm= - nFE 二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 1.非标准状态下： E = ? Ox1/Red1 - ? Ox2/Red2 ?rGm= - nFE (1) ?(Ox1/Red1) ?(Ox2/Red2)， E0，?rGm0 反应正向自发 (2) ?(Ox1/Red1) ?(Ox2/Red2)， E0，?rGm0 反应逆向自发 (3) ?(Ox1/Red1) = ?(Ox2/Red2)， E=0，?rGm=0 反应达到平衡 二、用电池电动势判断氧化还原反应的自发性 2.标准状态下： E? = ?? Ox1/Red1 - ?? Ox2/Red2 ?rG?m= - nFE? (1) ??(Ox1/Red1) ??(Ox2/Red2) E?0，?rG?m0 反应正向自发； (2) ??(Ox1/Red1) ??(Ox2/Red2) E?0，?rG?m0 反应逆向自发； (3) ??(Ox1/Red1) = ??(Ox2/Red2) E?=0，?rG?m=0 反应达到平衡。 三、电池标准电动势和平衡常数 三、电池标准电动势和平衡常数 三、电池标准电动势和平衡常数 第四节 电极电位的Nernst方程式及影响电极电位的因素 一、电极电位的Nernst方程式 二、溶液中各物质浓