第七章氧化还原反应和电极电势.ppt

第七章 氧化还原反应与电极电势 新进展：蛋白质氧化及其对机体氧化还原状态的影响 蛋白质的氧化会造成其结构、理化性质、功能性质发生变化。食物蛋白质氧化在加工贮藏过程中普遍存在,其对机体氧化还原状态造成的影响引起越来越多的关注。 机体内的蛋白质氧化是指血浆或组织细胞的蛋白质在自由基及其相关氧化物的作用下，某些特定的氨基酸残基发生反应，导致蛋白质功能与结构上的变化，对氧化物的亲和力增强，易 于 水 解 聚 合 交联作用而导致细胞功能性异常。 前三节教学目标 掌握：标准电极电势的概念；Nernst方程式。 熟悉：原电池的组成。 ※一、氧化值(oxidation number) 氧化值定义为某元素一个原子的荷电数，这种荷电数由假设把每个化学键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。 确定氧化值的方法如下： (1) 在单质中，元素的氧化值为零。 (2) O 元素的氧化值，在正常氧化物中皆为 -2；但在过氧化物(如H2O2)中为 -1；在 OF2 中为 +2。 (2)求H2SO4、 H2S2O3（硫代硫酸 ）、SO2、 H2S、 H2S4O6（连四硫酸） 、S中S元素的氧化数。 解：H2SO4 (+6) H2S2O3 (+2) SO2 (+4) H2S (-2) H2S4O6 (+2.5) S (0) 二、氧化剂和还原剂 元素的氧化值发生变化的反应称为氧化还原反应(oxidation-reduction reaction) 在氧化还原反应中，元素的氧化值升高的过程称为氧化(oxidation)； 氧化值降低的过程称为还原(reduction) 还原剂：使某种物质还原 (元素的氧化值降低) 而本身被氧化 (元素的氧化值升高) 的物质。 练习：找出下列反应中的氧化剂和还原剂。 10FeSO4 +2KMnO4 +8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O 三、氧化还原电对(redox couple) 氧化反应（还原剂）：Zn -2e- = Zn2+ 还原反应（氧化剂）： Cu2+ +2e- = Cu 在氧化还原电对中，氧化型物质得电子，在反应中作氧化剂, Cu2+ Cu 还原型物质失电子，在反应中作还原剂。 Zn Zn2+ 四、氧化还原反应方程式的配平 先将两个半反应配平，再将两个半反应合并为氧化还原反应的方法称为离子-电子法。 离子-电子法配平步骤： 第二节 原 电 池 CuSO4 原电池的组成: 原电池由两个半电池组成。半电池又称电极(electrode)，每一个电极都是由电极导体和电解质溶液组成。 Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq) +Cu 锌电极：Zn，ZnSO4 铜电极：Cu，CuSO4 分别在两个半电池中发生的氧化反应或还原反应，称为半电池反应或电极反应。 原电池的两个电极所发生的总的氧化还原反应称为电池反应(cell-reaction)。 Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq) +Cu 正极发生还原反应 Cu 2++2e- Cu 负极发生氧化反应 Zn Zn2++2e- 电池反应(cell-reaction)。 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 原电池中的盐桥是一支倒置的Ｕ型管，管中填满了用饱和KCl 溶液和琼脂调制成的胶冻，KCl 溶液不致流出，而阴、阳离子可以自由移动。 盐桥的作用是构成原电池的通路和维持溶液的电中性。 为简便起见，原电池常用符号表示。书写原电池符号的方法如下： (1) 在半电池中用 “ | ” 表示电极导体与电解质溶液之间的界面。 (2) 原电池的负极写在左侧，正极写在右侧并用“＋”、“－”标明正、负极，把正极与负极用盐桥连接，盐桥用“ ”表示，盐桥两侧是两个电极的电解质溶液。 (3) 溶液要注明浓度，气体要注明分压 (4) 如果电极中没有电极导体，必须外加一惰性电极导体，惰性电极导体通常是铂或石墨。 第三节　电极的电极电势与原电池的电动势 六、能斯特方程 一、电极的电极电势的产生 这种产生于金属表面与该金属离子溶液之间的电势差称为电对 的电极电势,用符号E（MZ+/M）表示。 二、原电池的电动势 　　 在没有电流通过的情况下，正、负两极的电极电势之差称之为原电池的电动势。 电极的标准态 三、电