《工程化学》第4章电化学基础-氧化还原反应与电极电位.pptx

2025/1/7第四章电化学基础

2025/1/7氧化值的概念和氧化还原反应的定义，熟练计算元素氧化值；熟悉原电池的结构及正负极反应的特征；熟悉标准电极电位概念；熟悉电池电动势与自由能变的关系电池组成式的书写；根据标准电极电位判断氧化还原反应方向；通过标准电动势计算氧化还原反应的平衡常数；电极电位的Nernst方程、影响因素及有关计算。熟悉：掌握：教学要求

2025/1/7电极类型、电极电位产生的原因；了解电位法测量溶液pH的原理及pH操作定义；了解电化学与生物传感器及其应用了解：

2025/1/7是指某元素的一个原子的表观荷电数，该荷电数是假定把每一化学键中的电子指定给电负性更大的原子而求得的。1）同种元素可有不同的氧化数；2）氧化数可为正、负、分数或零；3）氧化数不一定符合实际元素的电子转移情况。S2O32-,S的氧化数为＋24）氧化数和化合价的区别注意:1.氧化数

2025/1/7第一节氧化还原反应和氧化数:年代氧化反应还原反应18世纪末与氧化合从氧化物夺取氧19世纪中化合价升高化合价降低20世纪初失去电子得到电子历史发展认识不断深化2.氧化还原反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu还原态=氧化态+ne,电子转移(酸＝碱+nH+,质子转移)共轭关系

2025/1/7第一节氧化还原反应氧化还原反应的定义元素的氧化值发生了变化的化学反应称为氧化还原反应。Zn+Cu2+=Cu+Zn2+氧化值升高称为氧化反应，例如Zn→Zn2+；氧化值降低称为还原反应，例如Cu2+→Cu。电子供体失去电子，称为还原剂，如Zn；电子受体得到电子，称为氧化剂，如Cu2+。

2025/1/7第一节氧化还原反应氧化还原半反应：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。氧化反应和还原反应同时存在，在反应过程中得失电子的数目相等。

2025/1/7第一节氧化还原反应氧化还原电对：氧化还原半反应用通式写做氧化型+ne-还原型或Ox+ne-Red氧化型物质/还原型物质氧化型物质，还原型物质如Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2、Sn4+/Sn2+如Cu2+,Cu、Zn2+,Zn、H+,H2、Sn4+,Sn2+

2025/1/7第二节原电池和电极电势

2025/1/7第二节原电池和电极电位2、电池的反应将ZnSO4溶液和Zn片构成Zn半电池，是原电池的负极(anode)；CuSO4溶液和Cu片构成Cu半电池，是原电池的正极(cathode)。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(cellreaction)。Zn+Cu2+Cu+Zn2+化学能转化成电能的装置1原电池

2025/1/7书写原电池符号的规则：⑴负极“-”在左边，正极“+”在右边，盐桥用“‖”表示。⑵半电池中两相界面用“”分开，同相不同物种用“,”分开，溶液、气体要注明ci，pi。⑶纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“,”分开。‖3、原电池组成式

2025/1/7第二节原电池和电极电位电极类型金属-金属离子电极如：Zn2+/Zn电极，电极组成式Zn|Zn2+(c)电极反应Zn2++2e-Zn气体电极如：氯气电极，电极组成式Pt|Cl2(p)|Cl-(c)电极反应Cl2+2e-2Cl-

2025/1/7第二节原电池和电极电位电极类型金属-金属难溶盐-阴离子电极如：Ag-AgCl电极电极组成式Ag|AgCl(s)|Cl-(c)电极反应AgCl+e-Ag+Cl-氧化还原电极如：Fe3+/Fe2+电极电极组成式Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)电极反应Fe3++e-Fe2+

2025/1/7Cr2O72-+6Cl-+14H+→2Cr3++3Cl2↑+7H2O电极反应Cr2O72-+14H++6e-→2Cr3++7H2O还原2