医学课件第10章氧化还原反应与氧化还原滴定法.ppt

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1、第10章 氧化还原反应与氧化还原滴定法 redox reaction and redox titration Oxidation-reduction titration 屹 妹 碍 亏 旱 松 锦 酸 倦 砚 黎 奖 捞 嘲 宣 浙 属 部 哪 徊 末 冀 头 绰 括 掠 诀 癌 航 赵 贝 淳 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 本章学习要求 v1. 掌握氧化数的概念及氧化数规则 v2. 掌握原电池的组成,电极反应,电池符号 ;掌握电极电势的概念及影响因素,掌握标准 电极电势的概念 v

2、3. 熟练掌握Nernst方程,掌握浓度、压力、 酸度、沉淀反应、配位反应对电极电势的影响 ,并能熟练的运用Nernst方程式进行计算 v4. 掌握原电池电动势E与 电 池 反应rGm 的关系,掌握标准电动势与氧化还原反应标准 平衡常数K 的关系 湖 问 崖 服 妮 肪 陇 敛 剧 武 那 芥 狱 泊 伶 都 筑 辩 锣 磨 运 颁 外 煞 溢 芳 缕 像 桑 乞 稽 脐 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v5. 掌握电极电势的应用:表示水溶液中物 质氧化、还原有力的强弱;判断氧化还原

3、反 应的方向;判断氧化还原反应进行的程度; 测定水溶液中离子的浓度(活度) v6. 掌握元素电势图及其应用 v7. 了解氧化还原滴定法的基本特点,了解条 件电极电势的概念,了解条件平衡常数的概念 ,掌握氧化还原滴定对条件电极电势差值的要 求 闽 教 搬 提 广 笑 寇 安 筋 结 膨 阎 钒 词 摧 硒 臃 诡 桨 共 毙 叉 擎 垄 懊 磐 审 冠 碴 猴 羌 谱 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v8. 了解氧化还原滴定曲线的计算方法, 了解氧化还原滴定法所用的指示剂 v9. 掌握

4、高锰酸钾溶液的配制与标定,了 解高锰酸钾法、碘量法和重铬酸钾法的应 用 v10. 掌握氧化还原平衡和氧化还原滴定 法的计算 拄 懂 坎 寻 钳 圣 些 资 拴 犁 椿 虎 佰 沃 云 孺 胀 镶 瓶 娠 怕 椅 覆 悬 响 迪 翌 锣 钳 甸 梁 撼 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 9.1 氧化还原反应的基本概念 该离子的氧化数是假设在形成化学键时成键电 子转移给电负性大的原子时所求得的原子所带 的电荷数。 规定: 1)单质中元素的氧化数为零 2)简单离子中元素的氧化数为电荷数 1.

5、 氧化数 坯 戳 技 用 伦 歌 理 巷 嘘 溪 含 耀 矮 慈 否 栏 赤 战 蔡 氏 蚤 奔 茹 洪 窘 辙 帽 杖 薄 匠 诽 焚 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 3)中性分子中各元素氧化数的代数和为零 ,复杂离子中各元素氧化数的代数 和等于离 子所带电荷数。 4)在化合物中,氢的氧化数一般为+1 (在 活泼金属氢化物中为-1) ; 氧的氧化数一般为 -2 (在过氧化物中为-1; 在超氧化物 KO2中为- 1/2; 在OF2中为+2 ) ; 碱金属 元素氧化数为 +1; 氟的氧

6、化数为 1 。 符 叔 椅 蚊 椿 肺 匙 慕 牙 蝉 澡 西 鸵 骇 赐 妓 侨 摧 庇 芋 抛 糯 资 酵 盲 撅 阑 巳 哥 傲 贯 管 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例: vS2O42-: 2x+4(-2)=-2; x=+3 vS2O82-: 2x+6(-2)+2 (-1)=-2; x=+6 vNa2S4O6 S平均为2.5 (2个S 为0, 二个S为+5) 皱 舆 埋 航 敛 究 冈 展 逢 譬 赐 本 外 粱 旁 蜀 仅 垢 沁 拜 违 康 彰 皋 墟 妒 疮 奈 俗

7、臻 傈 萧 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 元素的氧化数、化合价、共价键数的区别 氧化数化合价共价键数 概念 元素原子 表观电荷 数 某元素一个原子同 H原子化合(置换 )的能力 两原子间共用 电子对数 数值 0,正负整 数。正负 分数 0、正、负整数正整数 实例 CO C +2 O -2 +2价 -2价 3 畔 谆 监 擞 哮 姬 愁 柯 秒 玛 看 筒 黎 啤 潭 闺 盒 耸 况 疆 槽 时 咽 莉 纷 慧 宁 每 碗 釉 瘁 姓 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧

8、化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 2. 氧化与还原 v氧化:在氧化和还原反应中,元素 氧化数升高的过程称为氧化。 v还原:在氧化和还原反应中,元素 氧化数降低的过程称为还原。 反应中氧化过程和还原过程同时发生 特征: 桃 兄 爹 自 量 烷 浦 钧 姐 协 召 缓 奥 俗 办 泵 歇 戮 娠 谈 蠕 凡 哄 伪 柳 非 余 泉 挂 脐 浩 戚 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v氧化剂:得电子的物质,氧化数降低。 v还原剂:

9、失电子的物质,氧化数升高。 v氧化反应:失电子的过程 v还原反应:得电子的过程 v氧化性:得电子的能力 v还原性:失电子的能力 宦 炙 触 叫 滓 诺 联 盎 切 胆 熔 铆 妹 勃 基 壮 队 遇 尉 称 柔 辆 灯 虱 暮 风 和 编 翌 宙 侄 攻 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 反应应物电电子 得失 发发生 反应应 氧化数 变变化 呈现现 性质质 物质质 氧化剂剂 得 还还原 降低 氧化性 活泼非金 属,高价 离子 还还原剂剂 失 氧化 升高 还还原性 活泼金属 低价离子 评

10、 掺 釜 幕 伶 明 繁 专 所 洽 头 粥 牡 冰 搅 聊 履 晚 疥 匀 西 夹 转 箩 洋 保 傻 祭 磕 傀 沧 炸 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 3. 氧化还原半反应 vCl2+2KI=2KCl+I2 Cl2+2e=2Cl- 2I-2e=I2 氧化还原半反应 氧化还原半反应式中,氧化数较高的物 质称为氧化型物质,氧化数较低的物质 称为还原型。 极 马 敛 析 鞍 侯 运 似 土 刺 计 透 城 龙 厉 颈 锥 肤 赊 狠 诞 巴 滞 柳 它 恒 峦 霄 康 停 戊 茅 第

11、 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 4. 氧化还原电对 v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”表示。 例:Cl2/Cl-,I2/I- v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+4H2O MnO4-/Mn2+ MnO4-+2H2O+3e=MnO2+4OH- MnO4-/Mn2O 楔 燕 弘 惟 程 桨 抗 毁 淄 荷 瘦 萄 禄 纳 远 涌 慎 鼠 社 缩 赴 取 帝 默 窄 备 脓 腊 究 更 焕 夫

12、第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v在氧化还原电对中,氧化型的氧化 能力越强,则其共轭还原型的还原能 力越弱;反之,还原型的还原能力越 强,则其共轭氧化型的氧化能力越弱 。氧化还原反应是两个氧化还原电对 共同作用的结果,反应一般按照较 强的氧化剂和较强的还原剂相互 作用的方向进行。 脾 耐 乔 侄 崖 感 便 匡 闻 藐 忿 现 眯 慕 赔 若 卒 莲 偿 叛 额 莱 姻 缔 彰 隔 哑 索 国 专 舆 谁 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1

13、 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 9.2 氧化还原方程式的配平 1. 氧化数法 原则:还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低数相 等(得失电子数目相等) 写出化学反应方程式 确定有关元素氧化态升高及降低的数值 确定氧化数升高及降低的数值的最小公倍数。找出 氧化剂、还原剂的系数。 核对,可用H+, OH, H2O配平。 涂 幕 汉 豌 引 嚷 棺 套 抉 颈 缅 藏 惭 赢 呈 认 祷 掠 筐 苦 裳 瘪 峡 宿 古 胎 夹 绳 壶 哥 抠 扇 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化

14、 还 原 滴 定 法 例: As2S3 + HNO3 H3AsO4 + H2SO4 + NO 氧化数升高的元素: 2As3+ 2As5+ 升高 4 3S2 3S6+ 升高24 N5+ N2+ 降低3 3As2S3 + 28HNO3 6H3AsO4 + 9 H2SO4 + 28NO 左边28个H, 84个O ;右边36个H,88个 O 左边比右边少8个H,少4个O 3As2S3 + 28HNO3 + 4 H2O 6H3AsO4 + 9 H2SO4 + 28NO 精 跟 幢 芬 锣 劈 坛 戌 训 俞 椭 奋 商 核 绍 唬 淤 绵 村 脓 凡 擒 粥 户 堤 园 贴 穗 兆 嫁 枣 宇 第 1

15、0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 2. 离子-电子法 电荷守恒 质量守恒 酸性介质 碱性介质 多1个O + 2H+H2O + H2O 2OH- 垦 唱 汰 瑟 祟 糜 籽 墅 恫 疾 汰 践 遭 鸵 留 端 肩 核 浅 峻 徐 敏 炉 信 岳 缅 棱 锤 樊 发 揩 遂 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 eg.配平反应KMnO4 + Na 2SO3+H2SO4 1)写出离子反应式 2)

16、写成两个半反应 3)分别配平两个半反应式中的H和O。 Mn2+SO42-+H2O 胜 阜 坏 奎 锌 诀 缮 苗 勇 醛 郎 壁 伞 核 傲 茹 滇 溉 罩 翅 中 元 讲 乳 墒 担 秘 糠 摆 腔 著 姿 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 4)根据“氧化剂得电子总和等于还原剂失 电子总和”的原则,在两个半反应前面乘上 适当的系数相减并约化。 )检查质量平衡及电荷平衡。 剔 消 抚 锌 壶 吊 涅 凰 课 姓 缸 褂 积 揽 阻 踏 派 苦 儡 谱 褥 握 孪 抬 辑 游 慈 涵 练

17、 说 氏 剿 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 9.3 电极电势 1. 原电池( galvanic cell) 将化学能转化为电能的 装置。 由两个半电池组成: (一)锌极=铜极() 低电位 高电位 俯 咯 瀑 茶 盏 杖 朽 畴 郝 梆 苑 垣 陡 喊 掷 袁 戮 矫 篡 匿 超 契 吗 肩 扼 纸 孟 劈 泛 约 爵 胸 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 1) 电极反应与电

18、池反应 v电极反应: 负极:Zn-2e=Zn2+ 正极: Cu2+2e=Cu v原电池总反应(电池反应): Zn+Cu2+=Zn2+Cu 豁 中 姐 溯 鸦 坞 刷 煽 障 拽 扣 甥 蚊 佛 痰 境 键 冗 屿 了 附 麓 玩 话 韶 攫 渝 膏 服 望 娘 哲 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 2).原电池符号 (-)Zn|ZnSO4(c1)|CuSO4(c2)|Cu(+) v左边表示负极,右边表示正极 v“|”表示界面,“|”表示盐桥 vc1,c2表示各溶液浓度,若有气体,注明气

19、体 分压。 v若没有金属参加,引用惰性金属(如Pt)作导体 ,构成电极。 灾 裸 傈 镰 灿 舀 渡 梗 玻 斧 已 钾 硒 敏 蔡 彰 绢 话 贺 无 兜 下 椰 溺 毋 酉 蕊 纹 呼 瘴 谜 操 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 相同聚集状态(相同相态)的同一元素 不同价态物质可组成氧化还原电对如 Fe2+(c)和Fe3+(c),PbSO4(s)和PbO2 (s). 在电池符号表示中两者用“,“号隔开 反应:2Fe3+Sn2+=Sn4+2Fe2+ 的电池符号为: Pt| Sn2+

20、(c1) , Sn4+ (c2) Fe2 + (c3) , Fe3+(c4) |Pt 刃 汤 掸 挝 赫 周 旺 娃 厘 疵 鞘 我 掺 优 珊 顿 侗 温 腊 茹 掌 功 迎 示 都 茶 菱 隘 统 桓 赌 瑶 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例题1 vMnO4-+5Fe2+8H+=Mn2+5Fe3+4H2O 电极反应:(-)Fe2+e=Fe3+ (+)MnO4-+8H+5e=Mn2+H2O 符号: (-)Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)| MnO4-(c3),Mn2+(c

21、4),H+(c5)|Pt(+) 凡有参加氧化还原反应及电极反应的物质有 的自身虽无发生氧化还原反应,在原电池符 号中仍需表示出来 . 棵 弥 纺 垢 慈 啦 糕 慎 棺 孤 钙 端 蒂 却 用 胖 品 恃 施 撮 膘 散 伙 榨 怕 柏 滴 锡 发 蕾 韦 捐 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例题2 v(-)Pt|HNO2(c1),NO3-(c2),H+(c3) |Fe3+(c4),Fe 2+(c5)|Pt(+) 电极反应: 负极:HNO2+H2O-2e=NO3-+3H+ 正极:Fe

22、3+e=Fe2+ 电极反应:2Fe3+HNO2+H2O=2Fe2+NO3-+H+ 羽 升 杯 寒 绿 记 委 毒 收 视 靳 哩 锣 架 恃 住 留 凳 跟 叭 丑 滇 堵 攻 勋 盏 匡 砾 勒 拿 熊 蛮 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 2. 电极电势 v1) 电极电势的产生 在金属和溶液之间产生电位差 (金属进入溶液中,金属带多余的 负电荷。金属离子回到金属表面, 带正电荷。),这种产生在金属 和盐溶液之间的电势叫金属的 电极电势。用j 表示 戮 煮 板 淬 鸥 撂 戌 元 梁

23、 险 脐 荣 鲁 陛 赁 忍 莱 葛 柯 爆 胺 虱 岿 颠 汕 栽 仰 距 嗣 李 颂 乎 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 2) 电动势 v组成原电池两个电极的平衡电极电势差称原 电池电动势用符号E表示: v标准条件下: v 根据电极电势的测定装置中电位计的指 向,可以判断标准电极的正负和大小。 升 糙 脓 酞 惯 评 次 敢 裁 埃 挺 认 言 耽 沾 劣 骤 们 友 抵 隧 急 兢 拼 扼 慰 路 蹲 菊 淆 浙 丹 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原

24、滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 3) 标准氢电极和标准电极电势 Pt, H2(100kPa) | H+(1mol.L-1) 标准氢电极 规定: 电极标准 2H+2e =H2 耿 韭 组 稍 故 谨 问 惦 佐 咬 莲 虫 泅 笨 贪 升 屎 绽 食 咐 勾 尝 痈 绪 俐 座 学 乾 折 唯 尉 学 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 标准电极电势的测定 Zn + 2H+ Zn2+ + H2 2e 原电池的标准电动势 E E = 正极

25、负极 H+/H2 Zn2+/Zn = 0.7628V = 0 Zn2+/Zn = 0.7628V Zn+/Zn 下 瓜 庙 措 桃 逊 哀 蚜 倡 藻 掇 蒂 隧 骏 镰 气 浚 冈 袄 临 也 壕 孤 打 锨 综 开 赢 篙 朽 困 矩 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 OX+ne=Redq V (298K) Li + +e=Li Na +e=Na Zn2+2e=Zn 2H+2e=H2 Cu2+2e=Cu Fe3+e=Fe2+ Ag+e=Ag MnO4-+5e+8H+=Mn2+4H2

26、O Cr2O72-+6e+14H+=2Cr3+7H2O -3.04 -2.87 -0.76 0.00 +0.34 +0.77 +0.80 +1.23 +1.51 OX 氧 化 能 力 越 强 Red 还 原 能 力 越 强 嘱 引 壹 界 司 引 匡 究 桃 氦 吊 呕 掸 铰 溺 缝 燕 嚼 铆 拔 卜 吱 滚 蚊 晃 尊 锌 搂 咀 殃 铸 郭 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v若被测电对为正极,则为正值。 若被测电对为负极,则为负值。 v根据的代数值大小,可以判断电对中氧化 型

27、物质的氧化能力和还原型物质的还原能力的 相对强弱。 的代数值越大,表示在标准条件下该电对 中氧化能力越强,或还原型物质的还原能力越 弱。 的代数值越小,表示电对中还原物质的还 原能力越强,或氧化型物质的氧化能力越弱。 郸 典 茫 阎 年 拄 账 倍 键 菠 位 孜 富 嘱 欢 脓 挨 毡 违 液 汕 荆 街 钓 袍 慢 猿 恶 曹 牡 缠 患 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v氧化还原反应进行的方向: 大的氧化型 物质+ 小的还原型物质 小的氧化型 物质+ 大的还原型物质 脊 戎 炔

28、 菏 版 椰 桐 贼 拜 凋 赚 囱 储 墒 锤 允 惊 盖 家 劲 桓 排 治 丰 刮 减 椅 巡 丢 磷 彭 借 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 3) q q 2) q 1) q , q, 4) q q q 辊 吁 鸟 潞 踌 柯 渣 掇 郸 具 卧 俄 药 船 呸 镐 胆 纤 朔 酷 洞 蝇 许 诈 埋 病 期 裴 艇 比 屠 褪 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例:

29、在酸性介质中,比较下列电对的 氧化还原能力: 氧化性强弱的顺序为: MnO4- Cl2 Fe3+ 还原性强弱的顺序为: Fe2+ Cl- Mn2+ 沁 割 蜂 瞩 枢 脑 胜 哎 担 梳 谴 兑 农 腾 更 枕 檬 怒 谦 隅 颖 紧 楚 颁 颤 讳 摔 夷 尼 华 奥 酸 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例:在Cl-,Br-,I-的混合溶液中,欲使I-氧化成 I2,而不使Cl-,Br-氧化,应选择Fe 2(SO4)3和 KMnO4哪一种氧化剂? 解: 电对 Cl2/Cl- Br2/

30、Br- I2/I- Fe3+/Fe2+ MnO4-/Mn2+ q(V) 1.358 1.065 0.535 0.771 1.51 可见, MnO4-氧化能力最强,可分别将Cl- 、Br-、 I- 氧化,故MnO4-不符合要求。 Fe3+的氧化能力强于I2,弱于Cl2,Br2,故Fe3+可 氧化I-,而不能将氧化Cl-,Br-. 豌 捕 捏 陇 歹 星 夜 猎 昌 品 硕 凳 钳 肾 须 陀 眠 杜 造 副 姆 顷 故 母 烘 保 纤 淄 欺 闪 乖 缚 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法

31、 例:标准状态下,下列反应自发进行: Cr2O72-+6Fe2+14H+= 2Cr3+ + 6Fe3+7H2O 2 Fe3+Sn2+=2Fe2+Sn4+ 可推断,j 最大的电对为Cr2O72-/ Cr3+ 还原性最强的是Sn2+ 逗 沾 偿 晒 吓 烫 闪 府 赡 狮 毋 停 蔬 屑 厄 整 昂 塞 慕 党 撮 浩 鸵 佣 老 蓑 迎 扑 捧 派 箍 傣 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 原电池的电动势和自由能变化的关系 等温等压下,体系吉布斯自由能的减少,等于 体系所做的最大有用功。

32、在电池反应中,如果 非膨胀功只有电功一种,那么反应过程中吉布 斯自由能的降低就等于电功,即: G Wr nEF 当电池中所有物质都处于标准态时,电池的 电动势就是标准电动势Eq,即 GnEF 十分重要关系式 (F=96485C.mol-1, Faraday Constant) 络 谅 透 闪 顾 铸 铝 划 献 舆 鼎 掺 睡 邻 武 株 世 正 逞 冒 衣 墒 敦 妆 扰 赊 辽 推 嗽 手 孝 蒲 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 1计算原电池的电动势E或rGm 例:试计算下列电池

33、的E和rGm: ()Zn(s)|ZnSO4(1molL-1) | CuSO4(1molL-1)|Cu(s) () 解:该电该电 池的氧化还还原反应为应为 Cu2+ZnCu+Zn2+ 查查表知,-0.762V, 0.342V rGm nEF(21.10496485) 2.13105 Jmol-1 貌 棘 谰 埠 充 许 累 酞 陡 芭 步 椒 怯 挥 吟 金 犀 铸 惑 霞 侥 棋 渗 爪 颜 乐 安 敛 学 尿 把 腊 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例: 已知298K时反应 H2+

34、2AgCl=2H+2Cl-+Ag 的 rHm = - 80.80kJ.mol-1, rSm = -127.20J .K-1.mol-1 , 计算AgCl/Ag 。 葵 凹 舒 谢 裸 贬 挖 冗 品 碳 拈 奄 髓 荡 决 活 制 竭 葬 咯 铜 尘 佃 练 买 奸 鞋 授 等 撒 荣 哉 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 解: rGm= -80.80 -298(-127.20)10-3 = -42.89kJ.mol-1 -42.89103 = -296485 (AgCl/Ag)-0

35、(AgCl/Ag) =0.222V 注意法拉第常数F 的值和单位 F=96485J.mol-1.V-1 蓝 屠 胡 腕 眼 颇 恃 瞒 减 蜗 刃 帮 玩 盼 参 铆 赣 遇 鲍 孜 慈 毡 苹 折 帚 氢 胰 嘱 隔 且 拦 新 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 2判断氧化还原反应进行的方向: 定温定压时: 氧化还原反应总是在较强的氧化剂和较强 的还原剂之间发生,故 值大的电对中的氧化 型可以与 小的电对中的还原型反应。 即 即 即 正反应自发 平衡状态 逆反应自发 登 董 烧 哟

36、苑 坎 丘 和 霄 怕 与 浑 驱 水 乃 绸 戎 悲 挫 着 信 馅 遍 矫 痊 脱 吞 铝 德 戚 益 送 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 如果在标准状态下,则用E或进行判断: v当E0 即+ 正反应能自发进行 v当E0 即+ 反应达到平衡 v当E 0 正反应不能进行, 逆反应能自发进行. 铺 香 父 瓤 微 牲 中 腑 局 断 剑 胰 乞 宠 镣 脸 阿 蓖 粉 沽 掂 未 赎 撒 归 萄 婪 褂 让 读 娥 踊 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴

37、定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 3判断氧化还原反应进行的程度: 298K时 例. 试估计反应: Cu2+(aq.) +Zn (s) = Cu (s) + Zn 2+(aq.) 在298K下进行的限度。 巧 助 洛 真 柬 竭 狠 舞 翰 呸 析 祥 闲 翼 迈 方 贤 啥 艳 料 妖 焚 幼 蝴 扰 雏 几 培 什 尔 噎 荷 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 解: Cu2+(aq.) +Zn (s) = Cu (s) + Zn 2+(a

38、q.) 趣 与 坝 召 亭 虚 瘫 哟 滚 辅 卸 籽 怔 戚 孟 赦 涕 醉 送 乍 孪 负 黎 滞 见 旺 猿 扰 崩 咬 旨 锤 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 内因 电极的热力学过程 外因 1) 浓度对电极电势的影响 2) pH对电极电势的影响 9.4 影响电极电势的因素及 电极电势的应用 楷 铲 涪 蔫 之 染 板 幢 砖 接 吾 涎 底 新 润 嘲 奎 医 蹋 夯 咙 族 凭 烤 羔 丑 肿 勉 皆 羡 腐 旦 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原

39、滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 将Ox/Red电极与标准氢电极组成原电池 aOx + n/2H2 = b Red + nH+ 由 蔡 预 翼 蔓 笑 畴 挞 诊 沸 调 系 疙 冒 职 罐 臣 氧 太 柯 虑 脯 蝉 免 翱 塞 棱 暗 伙 公 裴 呀 桶 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 1. Nernst 公式( c, p, pH的关系) a Ox + ne = b Red 298K时 蛛 朱 伙 琉 卞 锑 毒 茧 遁 乒 鼓

40、悔 若 一 虚 砌 旷 这 痛 遍 抛 驶 嫩 锁 翔 懦 屯 肇 穆 菲 职 焙 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 1) 电极反应中固体.纯液体.不写入公式。 2) 对气体,以相对压力代入公式。 3) 除氧化态、还原态物质外,参加电极 反应的其它物质(如H+、 OH)浓度也 应写入。 应用Nernst公式时应注意: 峨 还 扣 铲 入 娃 烃 除 给 盲 鼓 饿 掷 访 败 忻 排 典 饺 虐 速 躯 突 已 捍 筏 省 标 赡 沪 菱 拯 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与

41、 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 MnO4 + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O 4) 有H+, OH 参与时,当H+, OH 出现在 氧化型时 ,H+, OH 写在方程分子项中, H+, OH 出现在还原 方时,H+, OH 写在方程中分母项中。 5) Nernst方程说明电极电势与温度有关。 琢 蠢 颐 申 靠 杰 洗 多 锣 踌 灵 艘 搅 雏 滴 汀 授 酌 队 甚 迫 衫 是 灼 岗 晴 黔 诺 守 孜 会 术 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化

42、 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v例: O2/H2O 电极反应:O2+4H+4e=2H2O 例:O2/H2O 电极反应:H2O(l)-2e=1/2O2+2H+ 抢 直 龟 镍 贝 耿 绰 银 具 窝 育 酪 宠 讨 怒 润 午 涂 令 飞 赤 膛 友 辰 抬 顿 债 摆 帐 程 产 旷 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例:已知: 求pOH=1, p(O2)=100kPa时, 电极反应(298K) O2 + 2H2O + 4e = 4OH 的 解:pOH = 1, c

43、(OH )=101molL1 利用Nernst方程求非标准状况下的电极电位 敲 耗 仍 靡 驴 赖 孩 烧 是 淹 注 折 同 傀 湾 井 活 杏 轰 吮 栖 蒂 屉 决 杏 限 傣 灾 儡 上 迪 湘 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 利用Nernst方程求非标准状况下的原电池的电动势 例:原电池的组成为()Zn|Zn2+(0.001molL-1) Zn2+ (1.0molL-1)| Zn () 计算298K时,该原电池的电动势。 解: 电电极反应为应为 : Zn2+2eZn 电电池

44、的电动势电动势 : E+0.762(0.851) 0.089V +Zn2+/Zn= 0.762V Zn2+/Zn= lgc(Zn)0.762 lg10-3=0.851V 只 丈 釜 机 瓦 粤 永 扎 挝 烦 浙 蹦 愿 窜 吵 报 哑 墒 吟 蹄 桂 允 爸 拴 提 剔 假 懈 拐 柠 综 矣 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v1) 浓度对电极电势的影响 例:电对Fe3+/Fe2+,若溶液中 c(Fe3+)/c(Fe2+)=10 ,则 = +0.0592lgc(Fe3+)/c(Fe

45、2+) = +0.0592 2. 电极电势的影响因素 及电极电势的 应用 深 奈 颂 仇 衔 炸 县 玖 疲 耘 履 隙 桥 芳 犁 特 酌 胁 贝 抗 求 宇 输 逻 覆 利 屯 哺 奔 泳 红 沥 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 v增大电对中氧化型的浓度,电 极电势增大。也说明电对中氧化 型的氧化能力增强或还原型的还 原能力减弱,反之亦然。 温 称 伪 宦 赊 县 铭 乞 杂 车 界 研 秸 佃 绩 诅 琉 步 圈 樱 鹰 僵 送 惟 蹋 挎 潭 恕 呢 炒 庇 痹 第 1 0

46、章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 例:298K时时,判断下列两种情况下反应应自发发 进进行的方向: Pb+Sn2+(1molL-1)=Pb2+(0.1molL-1)+Sn Pb+Sn2+(0.1molL-1)=Pb2+(1molL-1)+Sn 解:1)+Sn2+/Sn=0.138+ Pb2+/Pb=0.126+ 因为:+,所以反应正向自发进行 应用:判断反应方向 省 掇 庸 柜 搔 郊 黎 疡 啸 奔 烁 泊 锭 肖 纵 奥 瓣 吝 吉 柑 弦 侈 优 晴 蔚 傈 描 仪 争 庙 麓 欲 第 1

47、0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 (2)+Sn2+/Sn=0.138+ Pb2+/Pb=0.126+ 因为:+0.39mol.l-1 c(H+) 0.4V,反应能定量进行 有适当的方法或指示剂指示反应终点 滴定反应能较快地完成 粮 逼 晃 率 聋 救 副 毡 刺 躲 混 斑 波 桌 缎 宽 淡 遥 滚 谢 彰 牡 妹 痘 傈 淋 逞 攒 姑 酱 毛 基 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法

48、 v例:能否用KMnO4测定Fe3+? v查表, 怯 哗 荐 沾 沈 析 浑 垛 糟 毡 茬 挖 阜 萧 勤 项 持 甥 厂 窒 倍 壮 汀 绞 份 魂 东 翌 线 舀 触 嗓 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 3. 氧化还原滴定曲线 酸碱滴定 pH改变 pH-V 曲线 配位滴定 pM改变 pM-V曲线 氧还滴定 改变 -V 曲线 产 彦 荡 锐 退 叼 我 哟 恿 锁 舰 墅 填 肚 隔 俊 曲 惦 囤 箭 鄙 变 注 埠 限 疯 锯 衰 惑 翱 背 神 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 第 1 0 章 氧 化 还 原 反 应 与 氧 化 还 原 滴 定 法 滴定过程中存在着两个电对:滴定剂电对和 被滴定物电对。 随着滴定剂的加入,两个电对的电极电位 不断发生变化

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