电极反应的Nernst方程式.PPT

主讲 杨定明 Email:yangdingming@swust.edu.cn EMF = E(Cu2+/Cu) - E(Zn2+/Zn) = 0.2515V-(-0.7924)V = 1.0436V 第七章 氧化还原反应与电化学基础 氧化态浓度减小，E(O/R)值减小，氧化态氧化能力减小，还原态的还原能力增大。 第七章 氧化还原反应与电化学基础 2. 酸度对电极电势的影响 解: MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e- Mn2+(aq)+4H2O(l) 例：计算pH=5时，其他均为标准态时的E(MnO4-/Mn2+) ， 已知: E (MnO4-/Mn2+)=1.51V 第七章 氧化还原反应与电化学基础 酸度减弱，含氧酸盐的氧化能力减弱。 第七章 氧化还原反应与电化学基础 解: 电极反应 Ag+(aq)+e- Ag(s) 3. 沉淀的生成对电极电势的影响 例：已知电极反应Ag+(aq)+e- Ag (s)  E (Ag+/Ag)=0.80V 若加入NaCl，使产生AgCl沉淀，当达到平衡 时，使Cl-浓度为1mol·L-1，计算Ag+/Ag电极的 电极电势。 第七章 氧化还原反应与电化学基础 沉淀 - 溶解平衡: AgCl(s)+ e- Ag(s) +Cl- (aq) E(Ag+/Ag)=0.80V+0.0592V lgKsp/[c(Cl-)/c ] =0.221V Ag Cl- Ag+ 1.0mol·L E (AgCl/Ag) Ksp=[c(Ag+)/c ][c(Cl-)/c ] AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq) 第七章 氧化还原反应与电化学基础 解： Fe(OH)2(s) Fe2+(aq)+2OH-(aq) Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq) 当c(OH-)=1.0mol·L-1时 例: 已知E (Fe3+/Fe2+)=0.771V， Ksp(Fe(OH)3)=2.8×10-39， Ksp(Fe(OH)2)=4.86×10-17， 在Fe3+和Fe2+组成的半电池中加入NaOH，达到平 衡时保持c(OH-)=1.0mol·L-1，求此时E(Fe3+/Fe2+)=? E (Fe(OH)3/Fe(OH)2)=? c(Fe3+)=Ksp(Fe(OH)3) c(Fe2+)=Ksp(Fe(OH)2) Fe3+(aq) + e- Fe2+(aq) (E (Fe(OH)3/Fe(OH)2) 第七章 氧化还原反应与电化学基础 氧化型形成沉淀，E减小； 还原型形成沉淀，E增大。 第七章 氧化还原反应与电化学基础 4. 配合物的生成对电极电势的影响 例：已知E (Cu2+/Cu)=0.3394V， Kf (Cu(NH3)42+)=2.30×1012，在Cu2+/Cu半 电池中加入氨水，当c(OH-)=1.0mol·L-1， c(Cu(NH3)42+)=1.0mol·L-1时，E(Cu2+/Cu)=? E (Cu(NH3)42+/Cu)=? c(OH-)=c(Cu(NH3)42+)=1.0mol·L-1 Cu 氨水 Cu2+ 第七章 氧化还原反应与电化学基础 解： Cu2+(aq) + 4NH3 Cu(NH3)42+(aq) 当c(OH-)=c(Cu(NH3)42+)=1.0mol·L-1时 第七章 氧化还原反应与电化学基础 Cu2+(aq) + 2e- Cu(s) 第七章 氧化还原反应与电化学基础 Cu(NH3)42+(aq)+2e- Cu(s)+4NH3(aq) 当 c(OH-)=c(Cu(NH3)42+)=1.0mol·L-1时 E (Cu(NH3)42+/Cu) = E(Cu2+/Cu) = -0.0265V 即 E (Cu(NH3)42+/Cu) E (Cu2+/Cu) 第七章 氧化还原反应与电化学基础 氧化型形成配合物，E减小； 还原型形成配合物，E增大。 第七章 氧化还原反应与电化学基础 7.4.1 计算原电池的电动势 第七章 氧化还原反应与电化学基础 EMF=E+ - E- ， EMF=E+ - E- §7.4 电极电势的应用 (Application of Electrode Potential) 例：计算下列原电池在298K时电动势，并验证 正负极，写出电池反应。