《氧化還原反應(yīng) 》ppt課件

1、廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)第十一章 氧化復(fù)原反響常見的氧化復(fù)原反響： 熄滅 電池 葡萄糖氧化提供能量 釀酒 某些元素的化合價(jià)發(fā)生變化，發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移或傳送廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)化合價(jià)升高的過程為氧化化合價(jià)降低的過程為復(fù)原氧化復(fù)原反響是由氧化半反響和復(fù)原半反響組成的，兩者必然同時(shí)發(fā)生。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)化學(xué)電池氧化復(fù)原反響涉及電子的轉(zhuǎn)移，電子的定向流動(dòng)即為電流。原電池：利用自發(fā)的氧化復(fù)原反響產(chǎn)生電流的裝 置；電解池：

2、利用電流促使非自發(fā)的氧化復(fù)原反響發(fā) 生的安裝化學(xué)電池化學(xué)電池廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.1 氧化復(fù)原反響的根本概念11.2 氧化復(fù)原反響方程式的配平11.3 電極電勢(shì)11.4 電極圖及其運(yùn)用廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.1 氧化復(fù)原反響的根本概念11.1.1 原子價(jià)和氧化數(shù)11.1.2 氧化復(fù)原反響的特征11.1.3 氧化劑和復(fù)原劑11.1.4 氧化復(fù)原電對(duì) 廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.1.1 原子價(jià)和氧化數(shù)氧化數(shù)氧化

3、值、氧化態(tài)元素的一個(gè)原子荷電數(shù)氧化態(tài)通常假定將成鍵的電子指定給電負(fù)性較大的原子電負(fù)性較大的為負(fù)值：O2- ，Cl-電負(fù)性較小的為正值：Na+，Cu2+原子價(jià)化合價(jià)：元素的原子可以合成置換1價(jià)原子H+或一價(jià)基團(tuán)OH-的數(shù)目。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)確定氧化值的原那么(1) 單質(zhì)中，元素的氧化值為零；(2) 在單原子離子中，元素的氧化值等于該離子所帶的電荷數(shù)；(3) 中性分子中，各元素原子的氧化值的代數(shù)和為零；(4)復(fù)雜離子的電荷等于各元素氧化值的代數(shù)和。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)常見

4、元素的氧化值 H:：+1 在氫化物中NaH、CaH2 為-1 O： -2 在過氧化物中為-1，超氧化物為-1/2 OF2中為+2 F： -1 堿金屬 +1 堿土金屬 +2廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)氧化值的計(jì)算氧化值易變的元素需求經(jīng)過其它元素的氧化值來計(jì)算。Fe的氧化值為S的氧化值為+2.5S的氧化值為+2I的氧化值為+74326423265OFeOSOSIOH38廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)氧化值和共價(jià)數(shù)的區(qū)別共價(jià)數(shù)：原子間公用電子對(duì)數(shù)僅有正整數(shù)氧化值和化合價(jià)的區(qū)別：化合價(jià)有正負(fù)、無分

5、數(shù)；氧化數(shù)有正負(fù)、有分?jǐn)?shù)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.1.2 氧化復(fù)原反響的特征氧化復(fù)原反響凡有電子得失或共用電子對(duì)偏移發(fā)生的反響。氧化失去電子或共用電子對(duì)偏離的變化，相應(yīng)的物質(zhì)稱為“復(fù)原劑;復(fù)原得到電子或共用電子對(duì)接近的變化，相應(yīng)的物質(zhì)稱為“氧化劑。氧化復(fù)原反響是由氧化半反響和復(fù)原半反響組成的，兩者必然同時(shí)發(fā)生。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)特征： 反響前后某些元素的氧化數(shù)發(fā)生了變化。氧化氧化數(shù)升高；復(fù)原氧化數(shù)降低 廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)

6、機(jī) 化化 學(xué)學(xué)特殊的氧化復(fù)原反響1本身氧化復(fù)原反響 氧化數(shù)的升高和降低都發(fā)生在同一個(gè)化合物分子中的氧化復(fù)原反響。2歧化反響 氧化作用和復(fù)原作用發(fā)生在同一分子內(nèi)部處于同一氧化數(shù)的元素上的本身氧化復(fù)原反響。Cl2 (g) + H2O (l) = HOCl (aq) + HCl (aq) )g(O3) s (KCl2) s (KClO223廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.1.3 氧化劑和復(fù)原劑氧化劑：電子的接受體，在反響中氧化數(shù)降低， 被復(fù)原。復(fù)原劑：電子的給予體，在反響中氧化數(shù)升高， 被氧化。同一元素可以具有不同的氧化數(shù)氧化態(tài)：高氧化數(shù)(Ox

7、) 復(fù)原態(tài)：低氧化數(shù)(Red)Ox + ne RedOx/Red 氧化復(fù)原對(duì)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)氧化復(fù)原對(duì)在半反響中，同一元素的兩個(gè)不同氧化數(shù)的物種所構(gòu)成的整體叫氧化復(fù)原對(duì)。 表示方法： 氧化型 / 復(fù)原型Cu/Cu23272Cr/OCr廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.2 氧化復(fù)原方程式的配平配平的根本方法：氧化數(shù)法適宜于非水體系的氧化復(fù)原反響的配平。氧化劑元素的氧化數(shù)降低值等于復(fù)原劑元素氧化數(shù)的升高值離子-電子法適宜于溶液中的氧化復(fù)原反響得失電子數(shù)目相等的原那么配平的原那么：

8、反響前后各有關(guān)原子總數(shù)相等，而且氧化劑、復(fù)原劑電子得失數(shù)也相等。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)氧化數(shù)法適用于任何氧化復(fù)原反響。根據(jù)：復(fù)原劑氧化數(shù)的升高總值 = 氧化劑氧化數(shù)降低總值。例：KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 物料平衡電荷平衡介質(zhì)酸堿性KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O2108258廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)歧化反響KClO3 KClO4 + KCl1、 KClO3既是氧化劑，又是復(fù)原劑，可分開寫

9、 KClO3 + KClO3 KClO4 + KCl332、再配平O原子數(shù)目3、合并4KClO3 3KClO4 + KCl必要時(shí)需求約簡(jiǎn)計(jì)量系數(shù)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)離子電子法1確定合理的反響物及氧化復(fù)原產(chǎn)物用離子式表達(dá)氣體、純液體、固體和弱電解質(zhì)那么寫分子式 2確定氧化劑和復(fù)原劑3分別寫出氧化劑被復(fù)原和復(fù)原劑被氧化的半反響。 4配平兩個(gè)半反響原子數(shù)、電荷數(shù)相等5找出兩個(gè)半反響的最小公倍數(shù)，合并整個(gè)反響6復(fù)查廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)FeSO4與酸性KMnO4反響，生成無色Mn2

10、+氧化半反響：eFeFe32復(fù)原半反響：OH Mne H MnO224 1 5OH4MnFe5H8MnOFe5223425e5e2342MnFeMnOFe854廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)K2Cr2O7和濃鹽酸反響放出Cl2，溶液變綠Cr3+23272ClCrClOCr氧化半反響：e ClCl2復(fù)原半反響：OH Cr e H OCr2327213OH7ClCr2Cl6H14OCr223722261427廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)歧化反響NaClNaClONaOHCl32氧化半反響：e

11、OH ClO OH Cl232復(fù)原半反響：Cl e Cl215122610OH6Cl10ClO2OH12Cl6223OH3Cl5ClOOH6Cl3223約分：22廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué))g( NO)aq(SOH)aq(AsOH)aq(HNO) s (SAs424333228eH433SOAsO2HO20HSAs 2443232氧化半反響：復(fù)原半反響：O2HNO3e4HNO23283 28NO9SOAsO6H10HO4HS3As 28NO 2443232328NOSO9HAsO6H O4H 28HNOS3As42432332廣西大學(xué)化學(xué)

12、化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.3 原電池和電極電勢(shì)11.3.1 原電池和電極電勢(shì)11.3.2 原電池的電動(dòng)勢(shì)與Gibbs函數(shù)11.3.3 影響電極電勢(shì)的要素11.3.4 電極電勢(shì)的運(yùn)用廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.3.1 原電池和電極電勢(shì)假設(shè)將兩個(gè)氧化復(fù)原對(duì)放入電解質(zhì)溶液中 假好像處于一個(gè)容器中，直接發(fā)生反響。 假設(shè)分別處于不同的容器中，然后用導(dǎo)線將兩個(gè)氧化復(fù)原對(duì)銜接起來，就構(gòu)成了原電池。Cu(s)(aq)Zn (aq)CuZn(s)22化學(xué)能 熱能化學(xué)能 電能廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化

13、學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué) 1電流從Cu流向Zn 電子從Zn流向 Cu 2Zn 逐漸減少，Cu逐漸增多 3鹽橋不存在，那么無電流氧化半反響：復(fù)原半反響：e2ZnZn2Cue2Cu2電子流出電子流入景象：廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)電池的構(gòu)造、鹽橋：充溢膠凍狀電解質(zhì)飽和溶液的倒立U 型管。作用：離子傳輸通道，中和因反響產(chǎn)生的過剩的正、負(fù)電荷。、兩個(gè)半電池 半電池稱電極， 電極由導(dǎo)體和電解質(zhì)溶液組成；導(dǎo)體按需求選用活性金屬Zn、Fe等或惰

14、性金屬Pt及石墨等。負(fù)極：失去電子、發(fā)生氧化反響；正極：得到電子、發(fā)生復(fù)原反響。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)電池的表示方法原電池符號(hào) 負(fù)極寫左邊，正極寫右邊 “ 表示不同物相的界面 a 電極與溶液的界面 b 兩種不同溶液的界面 c 同種溶液不同濃度的界面 同相不同物種用“,分開，要注明ci ，pi “ 鹽橋 純液體、固體和氣體與惰性電極一邊的用“ 分開)( Cu )L(1.0molCu)L(1.0mol Zn Zn )( 1212廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)將以下反響設(shè)計(jì)成原電池并以原電

15、池符號(hào)表示(aq)Cu(s)Ag2(aq)Ag2(s)Cu ) 1 (2)( Ag| )(cAg|)c (Cu|Cu )(212Ag(s)(aq)Fe(aq)Ag(aq)Fe (2)32)( Ag| )(cAg|)(cFe )(cFe |Pt )(32312，(aq)2Cl(aq)2Fe(g)Cl(aq)2Fe (3)322)(Pt | )p(Cl| )(cCl|)(cFe )(cFe |Pt )(232312，廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)原電池的電動(dòng)勢(shì)的丈量原電池的電動(dòng)勢(shì) E： 指原電池正、負(fù)電極之間的平衡電勢(shì)差。是迫使電子做定向運(yùn)動(dòng)的推

16、進(jìn)力。丈量原那么：必需使經(jīng)過電流非常小以致于化學(xué)反響根本不發(fā)生，從而保證濃度不改動(dòng)。方法：1利用大電阻的電位差計(jì)2 補(bǔ)償法廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)電極電勢(shì)的產(chǎn)生金屬與鹽溶液間存在著電位差，這種電位差稱為電極電勢(shì)。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)分散雙電層實(shí)際廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)不同的電極產(chǎn)生的電位差不同，兩個(gè)不同的電極組合時(shí)，電子將從負(fù)極流向正極，從而產(chǎn)生電流(留意：電流方向與電子流動(dòng)方向相反)。)()(E活潑金屬溶解傾向大于

17、堆積傾向，平衡時(shí)M n進(jìn)入溶液，那么溶液帶正電，極板帶負(fù)電；不活潑金屬溶解傾向小于堆積傾向，平衡時(shí)M n堆積在極板上，那么溶液帶負(fù)電，極板帶正電。 廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)規(guī)范電極參比電極1. 規(guī)范氫電極 V000. 0/HH ：gH 2eaq)(H2：2/HH 22電對(duì)電極反應(yīng)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)甘汞電極廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué) V24

18、15. 0 ) KCl (L2.8mol)Cl( c V268. 0 Lmol0 . 1)Cl( c )aq(Cl 22Hg(l) 2e(s)ClHg ： )L2.8mol(Cl (s)ClHg (l) Hg，Pt /Hg)Cl(Hg1/Hg)Cl(Hg1221222222飽和溶液飽和甘汞電極：標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極：電極反應(yīng)表示方法：廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)規(guī)范電極電勢(shì) V340. 0E )( Cu )L(1.0molCu |)L(1.0molH ) p(H Pt )(1212V340. 0 V340. 0E?Cu 2e uCV0 2e2HH

19、/CuCu/HH/CuCu/CuCu2/HH222222則正極：負(fù)極：廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)1. 電動(dòng)勢(shì)的丈量一定是正值，但是電極電勢(shì)可以是負(fù)值。當(dāng) 0，相對(duì)于氫電極為正極。2. 為了方便比較，普通采用復(fù)原電勢(shì)，即假定電極發(fā)生的是復(fù)原反響。3. 附表7闡明在熱力學(xué)規(guī)范形狀下的復(fù)原電勢(shì)，溫度為298.15K。4. 規(guī)范電極電勢(shì)是強(qiáng)度性質(zhì)，與物質(zhì)的量無關(guān)，無加和性。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)6. 小的電對(duì)對(duì)應(yīng)的復(fù)原型物質(zhì)復(fù)原性強(qiáng) 大的電對(duì)對(duì)應(yīng)的氧化型物質(zhì)氧化性強(qiáng)7.一些電對(duì)的 與介質(zhì)

20、的酸堿性有關(guān)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.3.2 原電池的電動(dòng)勢(shì)與Gibbs函數(shù)在等溫、等壓、只做電功的條件下，原電池體系的Gibbs自在能降低值全部用于做電功，即： rG = - W (熱力學(xué)-電化學(xué)橋梁)標(biāo)態(tài): - rG = W = nF E 作用：1、熱力學(xué)計(jì)算 2、判別反響方向 3、計(jì)算規(guī)范電動(dòng)勢(shì)廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.3.3 影響電極電勢(shì)的要素影響電極電勢(shì)的要素：電極的本性、離子濃度、溫度、介質(zhì)等。當(dāng)外界條件一定時(shí)，電極電勢(shì)的高低就取決于電極的本性。對(duì)于金屬電極，

21、那么取決于金屬的活潑性大小。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)規(guī)范電極電勢(shì) 恣意形狀電極電勢(shì) - 關(guān)系？影響電極電勢(shì)的要素 :1. 電對(duì)本身的性質(zhì)不同電對(duì)有不同的 數(shù)值.2. 電對(duì)體系的濃度(壓力)和溫度Nernst方程.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)Nernst方程式Qlgn0592. 0(T) EQlnnFRT(T) E)T(ERTlnKG GmrmrKRTln nFEnFE廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)電極反響 a Ox + ne b R

22、edababOxdRelgn0592. 0 OxdRelnnFRT 留意:對(duì)于一樣反響的不同書寫情勢(shì),由于得失電子數(shù)與化學(xué)計(jì)量數(shù)相關(guān),因此一樣反響的電極電勢(shì)是一致的.廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)Nernst方程的計(jì)算1 電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算2 電極電勢(shì)的計(jì)算3 pH對(duì)電極電勢(shì)的影響4 沉淀構(gòu)成對(duì)電極電勢(shì)的影響5 構(gòu)成配合物對(duì)電極電勢(shì)的影響廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算)( Cu| )Lmol(0.001Cu|)Lmol1 . 0(Zn| Zn)(1212Cu(s)(aq)Zn

23、(aq)CuZn(s)22V10. 1)V76. 0(V340. 0 E/ZnnZ/CuCu22V04. 1001. 01 . 0lg2V0592. 0V10. 1 CuZnlgnV0592. 0 EE22廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué))( Cu| )Lmol(1Cu|)Lmol101 (Cu| Cu)(12142Cu(s)Lmol10(1uC )L(1molCuCu(s)-1-42-12V118. 01101lg2V0592. 0V0 CuCulgnV0592. 0 EE42212濃差電池廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/1

24、1/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)電極電勢(shì)計(jì)算2.00pH )Lmol001. 0(Mn),Lmol12. 0(MnO| Pt1214OH4Mne5H8MnO224V367. 1)01. 0(12. 0001. 0lg5V0592. 0V512. 18842)Mn/MnO()Mn/MnO(HMnOMnlgnV0592. 02424廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)pH對(duì)電極電勢(shì)的影響計(jì)算在中性溶液中氫電極的 (25， )H/H(2kPa100p2H電極反響： 2H+ 2e H2(g)2HH/HH/HHp/plgnV0592. 0222V413.0)1

25、4(2V0592.00廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)氫電極電勢(shì)與溶液pH值的關(guān)系pH0592.02H/H廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)1、總是影響伴有H+或OH參與的電極反響的 值2、伴隨電極反響的 H+ 或OH總是跟隨需求它的物質(zhì)而列入方程3、酸度影響 pH、H、；pH、H，廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)OH7Cr2e6H14OCr23272V23. 1)Cr/OCr(32721427223)Cr/OCr()Cr/OCr(HOCrCrlg

26、6V0592. 032723272假設(shè)當(dāng)pH=0, = 1.23V當(dāng)pH=3, = 0.92V1CrOCrLmol0 . 1cc3272廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)凡是有H+參與的電極反響，酸度對(duì)電極電勢(shì)的影響都很大，所以規(guī)范電極電勢(shì)分為酸度表 =1.0 molL-1和堿度表 =1.0 molL-1 ，并且可以經(jīng)過繪制 pH關(guān)系圖，來表征規(guī)范電極電勢(shì)在不同條件下的結(jié)果。對(duì)于多氧化態(tài)的元素，其 pH關(guān)系更為復(fù)雜。HcOHc廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)pH不僅對(duì)電極電勢(shì)有影響，對(duì)氧化復(fù)原產(chǎn)物

27、也有影響。（無色）（紫色）酸性（棕色）（紫色）中性（綠色）（紫色）堿性 )( OH3SO5Mn2H6SO5MnO2 )( OH2SO3MnO2OHSO3MnO2 )( OHSOMnO2OH2SOMnO22242232422232242423444廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)堿性條件下的計(jì)算：OH6OSe4OH3SO2232223V58. 02322OS/SO）（2236232OS/SOOS/SOOSOHOSlg4V0592. 023222322）（）（廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)沉淀構(gòu)成

28、對(duì)電極電勢(shì)的影響假設(shè)往Ag+/Ag體系中參與Cl-，并使Cl-= 1molL-1，求此時(shí)的電極電勢(shì)。)108 .1K,V799.0(10)AgCl(spAg/Ag參與Cl-，由于構(gòu)成AgCl沉淀，Ag+濃度大大下降 110)AgCl(spLmol108 . 1Cl/KAg廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)Ag/AgCl10Ag/AgAg/Ag 0.224V 108 . 11lg10.0592V-0.799V Ag1lg1V0592. 0廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)推行1：在Mn/M 體系中參與

29、沉淀劑Mn a沉淀劑 = Mn-沉淀劑a那么：Mn = Ksp/ 沉淀劑aspaM/MM/MKlgnV0592. 0nn沉淀劑如： Ksp (V) I AgI 10-17 0.14Ag Br AgBr 10-13 0.083 Cl AgCl 10-10 0.22廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)假設(shè)沉淀發(fā)生在復(fù)原產(chǎn)物上ababOxdRelgnV0592. 0 OxdRelnnFRT Red 、廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)推行2：假設(shè)氧化產(chǎn)物和復(fù)原產(chǎn)物都是沉淀例如：NaOH FeFe 23組成的

30、半電池中加入和在1)Fe(OH)(sp)Fe(OH)(sp)Fe/Fe(3)Fe(OH)(sp2)Fe(OH)(sp)Fe/Fe(32)Fe/Fe()Fe/Fe(23OHKKlgV0592. 0 OH/KOH/KlgV0592. 0 FeFelgV0592. 0)aq(Fe e)aq(Fe 322332232323廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)構(gòu)成配合物對(duì)電極電勢(shì)的影響例如：的電動(dòng)勢(shì)為0。假設(shè)往右邊的溶液中參與適量的氨水。由于Cu2+與NH3構(gòu)成配合物，使Cu2+的濃度下降，從而構(gòu)成了濃差電池，就會(huì)有電流產(chǎn)生。)( Cu| )Lmol(1Cu

31、|)Lmol1 (Cu| Cu)(1212廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)電極電勢(shì)的影響要素：1 由電極物質(zhì)特性決議2 電極物質(zhì)本身的濃度變化3 酸度變化假設(shè)H+或OH-參與了氧化復(fù)原反響4 難溶物的構(gòu)成5 配合物的構(gòu)成廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.3.4 電極電勢(shì)的運(yùn)用1 判別氧化復(fù)原才干的相對(duì)強(qiáng)弱2 判別氧化復(fù)原反響進(jìn)展的方向3 判別氧化復(fù)原反響進(jìn)展的先后次序4 確定氧化復(fù)原反響進(jìn)展的限制5 測(cè)定難溶電解質(zhì)溶度積 廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī)

32、 化化 學(xué)學(xué)判別氧化復(fù)原才干的相對(duì)強(qiáng)弱V34. 0 Cue2CuV0 He2H2V41. 0 Fee2FeV76. 0 Zne2Zn2222金屬活潑性：Zn Fe Cu失去電子才干：Zn Fe H2 Cu復(fù)原才干：Zn Fe H2 Cu廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)獲得電子才干：I2 Br2 Cl2 F2V87. 2 F2e2FV36. 1 Cl2e2ClV07. 1 Br2e2BrV54. 0 I2e2I2222氧化才干：I2 Br2 Cl2 0，那么+ -，意味著電極電勢(shì)較大的電對(duì)在反響中發(fā)生復(fù)原半反響，而電極電勢(shì)小的電對(duì)發(fā)生氧化半反響。

33、廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)判別2Cu24I- 2CuII2 能否自發(fā)進(jìn)展負(fù)極：正極：e2II22CuIeICu2該反響能自發(fā)進(jìn)展V85. 0Klg1V0592. 0 CuCulg1V0592. 0spCu/Cu2Cu/CuCuI/Cu222V54. 0I /I2廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)Ag不能置換1molL-1 HCl中的氫，但是可以和1molL-1 HI反響生成氫氣。Pt)p(H)L1.0mol(H)L1.0mol(Cl AgCl(s) g(s)A2H211V22. 0 EAg/

34、AgClPt)p(H)L1.0mol(H)L1.0mol(I AgI(s) g(s)A2H211V15. 0 EAg/AgI廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)判別氧化復(fù)原反響進(jìn)展的先后次序原那么：E 越大的電化學(xué)反響最容易進(jìn)展，即差別越大的電對(duì)越容易反響。如：Br-、I-與KMnO4的反響V08. 1V54. 0Br/BrI /I22V51. 124Mn/MnOI-先被氧化廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)確定氧化復(fù)原反響進(jìn)展的限制E0.0592nKlg RTF nEKln 或F nEGmrKlgR

35、T303. 2 KlnRTG mr廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)。的平衡常數(shù)例：求反應(yīng) K ) l (O8H)aq(2Mn)g(10CO )aq(6H)aq(OC5H)aq(2MnO 2224224356)OCH/CO()Mn/MnO(10K 563 0.0592V2.107V10 0.0592V nEKlg 2.107V )V955 . 0(512V. 1 E 422224解：廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)測(cè)定難溶電解質(zhì)的Ksp操作思緒、據(jù) 求出E或測(cè)出OX/Red。、據(jù)能斯特方程求出Mn

36、值或平衡常數(shù)。、據(jù)Mn 沉淀劑= Ksp，求出Ksp值。E廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)例：知 0.2222V )aq(ClAg(s) e(s) AgCl 0.7991V Ag(s) e)aq(Ag試求AgCl的溶度積常數(shù)。 g(s)A)L1.0mol(gA)L1.0mol(Cl AgCl(s) g(s)A 11解：設(shè)計(jì)一個(gè)原電池：廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué) K1K (s) AgCl )aq(Cl)aq(Age(s) AgCl )aq(ClAg(s) Ag(s) e)aq(Agsp電池反

37、應(yīng)：負(fù)極：正極：雖然不是氧化復(fù)原反響，但可以經(jīng)過設(shè)計(jì)成濃差電池，仍可實(shí)現(xiàn)電池電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生，從而進(jìn)展計(jì)算。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)10-spsp)Ag/AgCl()Ag/Ag(101.80 K 7449. 90.0592V0.5769V 0.0592VEn Klg- 0.0592VEn Klg 0.5769V 0.222V0.7991V E 廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)總結(jié)：由于電極電勢(shì)與濃度有關(guān)，因此與濃度相關(guān)的物理量都可以經(jīng)過該方法來測(cè)定。2. Ka1. K3. Ksp4. H+5

38、. 反響物濃度廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.4 元素電勢(shì)圖11.4.1 元素電勢(shì)圖拉提默圖 11.4.2 氧化態(tài)圖埃布斯沃思圖 11.4.3 pH 圖 廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)11.4.1 元素電勢(shì)圖元素電勢(shì)圖的表示方法 OH 1n 1.763V OH 1n 0.6945V O /V E 2222A1.229Vn= 2表示方法： 各物種按氧化值從高到低向右陳列； 各物種間用直線相銜接，直線上方標(biāo)明相應(yīng)電對(duì)的。廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院廣西大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院2021/11/13無無 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)元素電勢(shì)圖的運(yùn)用Cu 0.5180V Cu 0.1607V Cu )aq(Cu ) s (Cu )aq(2Cu . 1 22判斷歧