電極電勢的應(yīng)用

無機(jī)與分析技術(shù)電極電勢的應(yīng)用薛俊娟

電極電勢的應(yīng)用

一、比較氧化劑和還原劑的相對強(qiáng)

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：

φθ值越大，氧化型物質(zhì)得電子能力愈強(qiáng)，氧化態(tài)的氧化能力越強(qiáng)；φθ值越小，還原型物質(zhì)失電子能力愈強(qiáng)，還原態(tài)的還原能力越強(qiáng)。非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：能斯特方程比較(Ox/Red)

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φθ(Zn2+/Zn)=-0.7618Vφθ(Cu2+/Cu)=0.3419V氧化能力:Cu2+>Zn2+還原能力:Zn>Cu

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例：從下列電對中，選出最強(qiáng)的氧化劑和最強(qiáng)的還原劑：

MnO4-/Mn2+

、Sn4+/Sn2+

、Fe2+/Fe解:查表：φθ(MnO4–/Mn2+)=1.512V;φθ

(Sn4+/Sn2+)=0.1539V;φθ(Fe2+/Fe)=–0.4089V氧化性大小順序：MnO4–

>Sn4+>Fe2+還原性大小順序：Fe>Sn2+>Mn2+

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例：有一混合溶液含I-、Br-、Cl-各1mol?dm-3，欲使I-氧化而不使Br-、Cl-氧化，試從Fe2(SO4)3和KMnO4中選出合理的氧化劑。解：查出各θ值/V:

θ(I2/I-)0.535V,θ(Br2/Br-)1.07V,θ(Cl2/Cl-)1.36V,

θ(Fe3+/Fe2+)0.77V,θ(MnO4-/Mn2+)1.51V

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Fe3+是合適的氧化劑:2Fe3++2I-=2Fe2++I2

但Fe3+不會(huì)把Br-,Cl-氧化。MnO4-

會(huì)把I-、Br-、Cl-都氧化，不合要求。

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二、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向

E=+--E>0，反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；E=0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；E<0，反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。

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計(jì)算結(jié)果為正值說明反應(yīng)可按假定的方向進(jìn)行。=(－0.13V)－(－0.14V)=+0.01V假定反應(yīng)按正方向進(jìn)行，則=φθ(Pb2+/Pb)－φθ(Sn2+/Sn)Eθ例：通過計(jì)算,判斷標(biāo)準(zhǔn)態(tài)條件下反應(yīng)Pb2+(aq)

+Sn(s)Sn2+(aq)

+Pb(s)進(jìn)行的方向。

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三、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度

Ox1+Red2

→

Red1+Ox2對于氧化還原反應(yīng)正極負(fù)極

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電動(dòng)勢θ平衡狀態(tài):E=0θ

電極電勢的應(yīng)用

氧化劑與還原劑電極電勢差值越大，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行的越完全。Ox1+Red2

→

Red1+Ox2對于氧化還原反應(yīng)

電極電勢的應(yīng)用

例：求下面反應(yīng)在298K時(shí)的平衡常數(shù)K

Zn+Cu2+(1.0mol/L)【解】經(jīng)查表：φθ(Cu2+/Cu)=0.337v；

φθ(Zn2+/Zn)=-0.763vZn2+(1.0mol/L)+Cu

電極電勢的應(yīng)用

則Eθ=φθ(Cu2+/Cu)-φθ(Zn2+/Zn)=0.337-(-0.763)=1.10v

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例：求KMnO4在稀硫酸溶液中與H2C2O4反應(yīng)的平衡常數(shù)K

(溫度298.15K)?！窘狻吭撗趸€原反應(yīng)為：5H2C2O4+2MnO4-+6H+10CO2+2Mn2++8H2O

將反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池正極MnO4-+8H++5e-→

Mn2++4H