无计化学第二章-氧化还原反应.ppt

电极的种类 金属-金属离子电极 如：Zn2+/Zn, Cu2+/Cu 气体-离子电极 如：H+/H2, Cl2/Cl- c. 离子电极 如：MnO4-,H+/Mn2+, Fe3+/Fe2+ d. 金属-金属难溶盐电极 如：AgCl/Ag,Cl- , Hg2Cl2/Hg,Cl- Nernst 能斯特是德国卓越的物理学家、物理化学家和化学史家。是W·奥斯特瓦尔德的学生，热力学第三定律创始人，能斯特灯的创造者。 发明了闻名于世的白炽灯（能 斯特灯），建议用铂氢电极为零电 位电势、能斯特方程、能斯特热定 理（即热力学第三定律），低温下 固体比热测定等，因而获1920年诺 贝尔化学奖。 单位为伏 （V） 2.2.3 影响电极电势的因素 浓度(或分压) 电极电势的Nernst方程式： 任意电极反应： 298.15K时： 影响因素 反应温度 电极的本性 Ox + ne- Red 电子得失数 写能斯特方程式应注意的两个问题： (1) 纯固体、纯液体以及稀溶液中的溶剂，其浓度不列入能斯特方程式中；气体用相对分压来表示。 ◆ Cu2+ + 2e- Cu ) /Cu Cu ( 2 + = E ◆ Br2 + 2e- 2Br- ◆ Cl2(g) + 2e- 2Cl- (2) 除Ox、Red物质外的其他物质，如H+、OH- 等，也应列在能斯特方程式中。 ◆ Cr2O72-+14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O ◆ O2 + 2H2O + 4e- 4OH- SO42- + H2O + 2e SO32- + 2OH- H3AsO4 + 2H+ + 2e HAsO2 + 2H2O 给定反应： 已知 表中可查 计算非标准状态时的电极电势公式 0.0592 n [Red] lg E = E + [Ox] 则：E↑ [Ox] ↑， [Red] ↓， [Ox] [Red] ↑ 氧化型物质氧化能力增强 则：E↓ [Ox] ↓， [Red] ↑ ， [Ox] [Red] ↓ 氧化型物质氧化能力减弱 1. 浓度对电极电势的影响 解： (1) E = 1.83 + 0.0592lg = 1.89 (V) (2) E = 1.83 + 0.0592lg = 1.77 (V) E =E + 0.0592 lg Co3+ +e- Co2+ E = 1.83V 例题2-3 已知E (Co3+/Co2+) = 1.83V，计算298.15K时，下列两种情况下Co3+/Co2+电对的电极电势。 (1) [Co3+]= 1.0 mol·dm-3，[Co2+]=0.10 mol·dm-3； (2) [Co3+]=0.10mol·dm-3，[Co2+]=1.0 mol·dm-3。 2. 酸度对电极电势的影响 有H+或OH-参加的电极反应， 解： MnO4- + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O E由1.51V减小到1.23V 例题6-4 已知298.15K时，E (MnO4-/Mn2+) = 1.51V，把铂片插在[MnO4-] = [Mn2+] = 1.0 mol·dm-3，[H+]=1.0×10-3 mol·dm-3溶液中，计算MnO4-/Mn2+电对的电极电势。 E与溶液的pH值有关 3. 沉淀的生成对电极电势的影响 氧化型物质生成沉淀，E值减小； 例题6-5 298.15K时，在含有Ag+/Ag电对的系统中加入NaCl溶液，计算当[Cl-] = 1.0 mol·dm-3时，Ag+/Ag 电对的电极电势。 加入NaCl溶液，便产生AgCl沉淀： 解： Ag+ +Cl- AgCl↓ 还原型物质生成沉淀，E值增大。 Ag+ + e- Ag E = + 0.80V E =E + 0.0592 lg[Ag+] = 0.80 + 0.0592 lg = 0.23 (V) E(Ag+/Ag)值下降了0.57V， = 0.80 + 0.0592 lg Ag+/Ag AgCl/Ag 电极反应式 Ksp [Ag+]/ mol·dm-3 E /V Ag++e- Ag