氧化还原反应与电极电位.ppt

从电极电位的Nernst方程可以看出：电极电位不仅取决于电极本性，还取决于温度和氧化剂、还原剂及相关介质的浓度或分压。在温度一定的条件下，氧化型浓度愈大，则?值愈大；还原型浓度愈大，则?值愈小。决定电极电位高低的主要因素是标准电极电位，只有当氧化型或还原型物质浓度很大或很小时，或电极反应式中的系数很大时才对电极电位产生显著的影响。第37页,共41页，星期六，2024年，5月利用Nernst方程求非标准状况下的电极电位利用Nernst方程求非标准状况下的原电池的电动势第38页,共41页，星期六，2024年，5月例：已知:求pOH=1,p(O2)=100kPa时,电极反应(298K)O2+2H2O+4e=4OH?的例：原电池的组成为(－)Zn|Zn2+(0.001mol·L-1)Zn2+(1.0mol·L-1)|Zn(＋)计算298K时，该原电池的电动势。第39页,共41页，星期六，2024年，5月例.计算298K时，电对Cr2O72-/Cr3+在1.0mol.L-1HCl溶液和中性溶液中的电极电势。(假设除H+以外，其它的离子浓度均为1mol·L-1)2.电极电势的影响因素1)溶液酸度对电极电势的影响第40页,共41页，星期六，2024年，5月例.在电对Ag+/Ag的溶液中加入NaCl，设平衡后c(Cl-)=1.0mol.L-1,计算电对的电极电势。2)生成沉淀对电极电势的影响3)生成弱酸（或弱碱）对电极电势的影响第41页,共41页，星期六，2024年，5月例：求S2O32-，S2O82-，Na2S4O6中S的氧化数。第5页,共41页，星期六，2024年，5月2、氧化还原反应1)不同类型的氧化还原反应:电子转移Zn+Cu2+=Cu+Zn2+电子偏移C+O2=CO2这两类不同的氧化还原反应可以用氧化数概念统一：元素的氧化数发生了变化。第6页,共41页，星期六，2024年，5月2)定义氧化还原反应元素的氧化数发生了变化的化学反应称为氧化还原反应。Zn+Cu2+=Cu+Zn2+氧化数升高称为氧化反应，例如Zn→Zn2+；氧化数降低称为还原反应，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+。第7页,共41页，星期六，2024年，5月3)氧化还原半反应和氧化还原电对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。第8页,共41页，星期六，2024年，5月氧化还原半反应用通式写做氧化型+ne-还原型或Ox+ne-Red式中n为半反应中电子转移的数目。Ox表示氧化数相对较高的氧化型物质；Red表示氧化数相对较低的还原型物质。第9页,共41页，星期六，2024年，5月同一元素的氧化型和还原型构成的共轭体系称为氧化还原电对。用“氧化型/还原型”（Ox/Red）表示。氧化还原电对的书写形式与反应式有关。半反应电对MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2OMnO4-/Mn2+MnO4-+2H2O+3e=MnO2+4OH-MnO4-/MnO2第10页,共41页，星期六，2024年，5月二、原电池和电极电位1、原电池将氧化还原反应的化学能转化成电能的装置称为原电池(primarycell)，简称电池。原电池可以将自发进行的氧化还原反应所产生的化学能转变为电能，同时做电功。理论上讲，任何一个氧化还原反应都可以设计成一个原电池。第11页,共41页，星期六，2024年，5月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，电极板是电池反应中电子转移的导体，氧化还原电对的电子得失反应在溶液中进行。盐桥连接两个半电池，沟通原电池的内电路。半电池Zn2+/Zn半电池Cu2+/Cu电极板电极板盐桥第12页,共41页，星期六，2024年，5月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)；CuSO