氧化还原和电极电势教程文件.ppt

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1、第一节氧化还原反应的基本概念第二节原电池第三节电极电势第四节影响电极电势的因素第五节电池电动势的应用第四章氧化还原反应与电极电势1一、氧化还原反应1、定义元素的氧化值发生了变化的化学反应。Sn2++Fe3+→Sn4++Fe2+2、特点（1）存在着氧化剂与还原剂；（2）存在着氧化态与还原态。氧化ox（氧化态）＋nered（还原态）还原第一节氧化还原反应的基本概念22、电极反应任何氧化还原反应都可拆分为两个氧化还原电对的半反应（半电池反应，电极反应）：Fe3++e→Fe2+Sn2+→Sn4++2e4第

2、二节原电池一、原电池的概念二、原电池的组成式三、电池电动势5一、原电池的概念1、定义原电池是利用氧化还原反应产生电流的装置。2、原电池的构成⑴电势不同的两个电极；⑵盐桥；⑶外电路（检流计）。63、特征正极：氧化剂(Cu2+)被还原，半电池反应为：Cu2++2e→Cu负极：还原剂(Zn)被氧化，半电池反应为：Zn→Zn2++2e电池反应为：Cu2++Zn→Cu+Zn2+7二、原电池的组成式1、书写要求82、应用示例[例4]将氧化还原反应Cu2++Zn→Cu+Zn2+拆成两个半电池反应，并写出电极组成

3、和电池组成表示式。解（1）根据正极发生还原反应，负极发生氧化反应的原则，拆分此氧化还原反应为两个半电池反应：正极反应：Cu2++2e→Cu负极反应：Zn→Zn2++2e9（2）电极组成：正极：Cu│Cu2+（c1）负极：Zn│Zn2+（c2）（3）电池组成表示式：（-）Zn│Zn2+（c2）‖Cu2+（c1）│Cu（+）10三、电池电动势1、定义电池电动势是电池正负极之间的瞬时电势差。2、表示电池电动势E＝E+-E-E+─某时刻正极的电势，E-─某时刻负极的电势。11第三节电极电势一、电极电势的产

4、生1、电极的双电层结构++++++++++----------（a）溶解>沉积++++++++++----------（b）沉积>溶解图-2双电层的形成由于在金属与溶液间的界面处形成双电层结构，电极电势产生了。12双电层结构的电极电势为绝对电极电势。2、影响电极电势的因素电极电势的大小与（1）金属的本性；（2）金属离子的浓度；（3）温度有关。13二、标准电极电势的测定1、标准氢电极的作用实际中选定一个标准电极，将其电极电势定义为零，即可确定其它电极的电极电势。采用标准氢电极作为基准电极。142、标

5、准氢电极的组成（1）海绵状铂黑作电极导体；（2）H2压力维持100kPa；（3）H+活度为1（1.184mol·L-1）；（4）EθH+/H2=0.0000V15标准氢电极的组成式可表示为:Pt，H2（100kPa）∣H＋（a=1）（5）标准氢电极的组成式163、标准电极电势（1）定义处于标准态下的电极的电势称为该电极的标准电极电势，用符号Eθ表示。（2）标准态溶液活度为1,或气体压力为100kPa,液体和固体为纯净物。17某电极的EΘ代数值愈小，表示此电对中还原态物质愈易失去电子，即还原能力愈强

6、，是较强的还原剂；若电极的EΘ代数值愈大，表示此电对中氧化态物质愈易得到电子，即氧化能力愈强，是较强的氧化剂。4、标准电极电势的物理意义：18例6判断标准状态时下列氧化还原反应自发进行的方向：2Fe2++Br22Fe3++2Br-。解首先，将此氧化还原反应拆成两个半反应，并查出这两个电对的标准电极电势：Fe3++eFe2+EΘFe3+/Fe2+=+0.771VBr2+2e2Br-EΘBr2/Br-=+1.087V其次，找出标准电极电势高的电对中的氧化态(Br2)，和标准电极电势低的电对中的还原态(

7、Fe2+)，此二者应是该自发反应的反应物。故该反应正向（向右）自发进行。19第四节影响电极电势的因素—Nernst方程式一、Nernst方程式及浓度对EOx/Red及E的影响标准电极电势：只考虑电极本性的影响，故只能用于标准态下的氧化还原反应。非标准态下，EOx/Red：考虑电极本性、反应物浓度、温度以及溶液的酸度等因素。Nernst方程式：综合了上述影响因素的计算EOx/Red及E的公式。201、电极电势的Nernst方程式对于任一电极反应aOx+nebRed其电极电势的Nernst方程式为：E

8、=EΘ+──ln───RT[Ox]anF[Red]b21上式─电极电势的Nernst方程式式中E─电极电势（V）EΘ─标准电极电势（V）R─气体常数(8.314J·K-1·mol-1)F─Faraday常数(96485C·mol-1)T─绝对温度（K）n─电极反应中得（失）电子数（mol）[Ox]a─电极反应中电对氧化态浓度幂的乘积[Red]b─电极反应中电对还原态浓度幂的乘积电极反应中的固体或纯液体，其活度视为1，气体的浓度用其分压表示。22E=EΘ+──ln───RT[Ox]a