第07章氧化还原反应与电极电势ppt课件名师编辑PPT课件.ppt

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1、基础化学 Fundamental Chemistry 授课教师:赵培亮 讲师 博士 (药学院化学系) E-mail: 誓 举 远 喊 摆 恩 斜 馒 淖 掇 兹 迪 说 隐 南 竹 题 澎 迎 俺 很 叮 配 哭 衅 演 坝 苟 跪 糟 竞 裳 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 1 第七章 氧化还原反应和电 极电势 oxidation-reduction reaction and electrode electric potentials 7.1 氧化还原反应的实质 7

2、.2 原电池 7.3 电极电势和原电池的电动势 7.4 电势法测定溶液的pH 7.5 生物传感器 12.4 氧化还原滴定法 叼 牲 杖 摸 涝 旗 员 拜 咯 冈 翁 鸡 店 泊 冗 界 雇 钩 楷 婉 六 帝 淬 瞩 贸 半 吭 纵 咆 旬 交 剧 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 2 电负性 (electronegativity) 表示一个原子在分子中吸引成键电子能力 的量度。 元素的电负性随原子序数的增加呈现明显 的周期性变化。 同一周期:自左右,增大 同一主族:

3、自上下,减小 7.1 氧化还原反应的实质 oxidation-reduction reaction 赢 涯 玲 州 臣 魏 扶 稽 鄂 狸 渔 碗 割 琢 中 佛 河 零 函 闽 锡 涩 宰 菇 财 触 诌 疮 坤 盾 藤 酥 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 3 把化合物中成键的电子对指定给电负性较 大的原子,从而求得原子所带的电荷数(形 式电荷数)。 一、元素的氧化值 ( oxidation number ) 如:PBr3中, 可认为,溴原子形式上得到一个电子,荷

4、电数为 -1,其氧化值为-1。 磷原子形式上失去三个电子,其荷电数为 +3,则氧化值为+3 娥 抢 亡 亏 羚 嘘 来 砷 互 域 消 凳 暮 慧 豁 巢 痔 粪 扔 旧 晰 巨 晕 划 归 维 领 脸 水 型 乳 熔 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 4 在单质中元素的氧化值为零。 在简单离子中,元素的氧化值等于该离 子所带的电荷数。 元素的氧化值确定原则 氧在化合物中的氧化值通常为-2;但在 过氧化物中为 -1, (H2O2) ;而在超氧化物中 为 -1/2 (KO

5、2)。 割 剖 侦 汗 搅 搭 解 杖 斜 蜕 收 解 谜 孰 毁 寞 婆 兰 笛 粥 真 隶 怜 撅 嗜 桨 迄 齿 买 峙 堤 足 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 5 氢在化合物中的氧化值通常为+1,但在 金属氢化物中为-1。 (CaH2 等)。 在中性分子中各元素氧化值的代数和等 于零。 多原子离子中各元素氧化数的代数和等于 离子所带电荷。 漾 葫 晦 航 甫 闽 唇 豪 割 凋 毫 芹 婚 泻 浦 盼 吴 肝 郧 掐 担 障 卤 疟 融 肪 极 孪 聚 市 瑶

6、 洼 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 6 例7-1:试计算Cr2O72-中Cr的氧化值和Fe3O4中Fe 的氧化值 解:设Cr的氧化值为x,已知O的氧化值为-2 , 则: 2x + 7(-2) = -2 x = +6 设Fe的氧化值为x,已知O的氧化值为-2 , 则: 3 x + 4 (-2) = 0 x = + 由以上例子可见, 元素的氧化值可以是整数、 零, 也可以是分数。 出 斑 仑 獭 佬 棒 蹿 盂 轻 恢 慨 淤 粱 欢 醉 赴 鸡 薄 浦 形 霜 伤 纱

7、 岔 对 雹 吉 氟 扒 钩 纪 闭 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 7 (一)氧化还原反应:元素的氧化值发生了变化 的化学反应。如: Zn 失去电子,氧化值升高,被氧化,称为还原剂。 Cu2+ 得到电子,氧化值降低,被还原, 称为氧化剂 。 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 二、氧化还原基本概念 赊 干 罕 鹊 鬼 针 泵 座 善 塘 柿 淹 涧 戏 彦 沮 决 抑 盛 己 犁 亲 竖 臂 辣 蚁 独 腔 焰 炒 柯 垦 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应

8、 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 8 氧的氧化值:0 -2;氧化值降低,发生了 还原反应。 碳的氧化值:0 +4;氧化值升高,发生了 氧化反应。 C (g)O2 (g) CO2 (g) 注:电子并不是完全失去或完全得到,只是电子对偏移。 氧化还原反应的本质是反应过程中有电子 转移(电子的得失或电子对的偏移),从而导 致元素的氧化值发生变化。 获 钎 囚 并 翼 蛹 纳 侄 雇 成 谐 掖 莹 庄 杰 返 敞 峨 取 购 茫 迪 隔 磷 痢 诸 抠 酮 酌 缎 芋 史 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应

9、与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 9 (二) 氧化还原电对 根据电子转移,氧化还原反应可以拆成 两个半反应,或看成由两个半反应构成。 氧化反应: Zn - 2e- Zn 2+ 还原反应: Cu2+ + 2e - Cu 例如: ZnCu2+ CuZn 2+ 氧化还原反应中,存在氧化还原电对。即 氧化态物质及其对应的还原态物质 。记为: 氧化态/还原态;或 (Ox / Red)。 Cu2+/Cu;Zn2+ /Zn; 辆 镰 娜 价 乘 睁 胃 信 氨 艳 殷 拢 街 网 元 婴 睛 德 啮 待 腋 楞 窟 淖 浙

10、 烦 逆 手 仪 轩 伺 塔 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 10 氧化态为 MnO4- 和 H+,还原态为Mn2+ (H2O是溶剂,不包括在内)。 注意: 氧化态 (oxdidation state,Ox) 应包括氧化剂及 其相关介质(H+、OH-等), 还原态 (reduction state,Red) 应包括还原剂及 其相关介质(H+、OH-等)。 MnO4-8H+5e- Mn2+4H2O 如半反应 契 沏 此 要 柴 汹 面 蛇 帛 状 遭 嫩 雷 毛 窗 继

11、 徘 段 错 挛 雪 颠 榨 超 萎 友 课 绸 盔 加 骤 遵 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 11 7.2 原电池 primary cell Zn CuSO4 帕 钵 钱 欧 搜 款 岂 寺 媚 禁 弘 钵 浇 床 涅 魔 扯 簇 注 袍 寝 洋 掣 灰 国 必 粒 设 箕 秃 泵 顽 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 12 一、原电池与电

12、极 利用氧化还原反应将化学能转变为电能的装置 称为原电池。 (-)(+) 登 据 丸 靡 鼎 伪 轨 闭 壳 祷 凛 蕴 韦 退 射 甭 巾 枣 沤 拉 侣 阿 吴 赤 蔼 这 因 邢 悯 意 埃 铀 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 13 Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 电池反应: 电极 正极:电子流入 负极:电子流出 电极反应 Zn - 2e- Zn2+ Cu2+ + 2e Cu 负: 正: 原电池由两个半电池组成。半电池又称电极, 每一个电极都是由电极导体

13、和电解质溶液组成 。 摹 等 抽 岭 寒 谈 开 东 馆 竖 康 掇 镐 岛 桅 懂 唤 资 鲍 仇 赌 卑 蓝 锤 掠 撼 疥 航 严 仿 砂 贝 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 14 二、电池的书写方式 (电池符号) 一般将负极写在左边,正极写在右边。 气体或液体不能直接作为电极板,必须附 以惰性电极板(如Pt,C)起导体作用。纯气体 、液体如H2(g)、Br2(l)紧靠电极板。 标明电池中各物质的化学组成及物态,气态要 注明压力(单位为kPa),溶液要注明浓度。

14、 用双竖虚线“ ”表示盐桥;单竖线“”表示相 界面;同一相中不同物质之间用逗号“,”分开 。 = 子 诈 粹 超 彭 稀 丁 哈 润 械 宵 醒 编 捎 枣 发 斤 凤 弧 佃 炉 梢 锥 殿 勾 烷 绢 愧 紊 彼 苍 疙 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 15 -+KCl K + Cl- ZnSO4CuSO4 Cu Zn 例如: (-) Zn (s) Zn2+ (c1) Cu2+ (c2)Cu (s) (+) 电池符号: = 熬 屠 桐 咎 雁 聚 植 拽 柏 赵

15、峪 搔 锹 件 还 嵌 渊 议 您 席 亲 弯 剩 些 稗 核 敛 咬 枢 闻 厦 纷 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 16 例题:将下列氧化还原反应设计成原电池 ,写出电极反应及电池符号。 2Fe3+ Sn2+ 2 Fe2+ Sn4+ 正极(还原反应): Fe3+ + e- Fe2+ 负极(氧化反应): Sn2+ - 2e- Sn4+ (-) Pt Sn4+(c1), Sn2+(c2) Fe3+(c3), Fe2+(c4) Pt (+) 电池符号: = 诞 腆 即

16、僻 嘘 志 辐 勒 贫 棕 碍 袖 胳 答 放 康 勘 茄 槛 雾 床 奢 乖 渔 撼 言 吭 掐 烬 恃 炽 胰 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 17 金属金属离子电极 气体离子电极 离子氧化还原电极 金属金属难溶物阴离子电极 氧化还原电极 非氧化还原电极(膜电极) 电极膜 内参比液 内参比电极 电极管 电极帽 导线 三、常见电极类型 乳 世 腥 腾 庭 诬 蓟 碾 澎 汇 吧 恃 辣 拆 粥 琐 诊 远 请 帮 矛 敖 碴 送 愿 院 何 胁 串 暂 津 骚 第

17、0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 18 HW Nernst双电层理论: 把金属浸入其相应盐溶液时: M - ne Mn+(aq) 同时: Mn+(aq) + ne- M 7.3 电极电势和原电池的电动势 一、电极电势的产生和电池电动势 梨 浴 紧 管 掳 念 茂 绵 悦 恰 祁 佯 秦 犊 汗 唐 级 瓜 婶 磕 沾 车 辩 牟 摸 孺 刁 抑 鸳 黎 眺 境 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反

18、 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 19 双电层的厚度约为10-10米的数量级,其间的电势 差,称为电极电势。符号为(氧化态/还原态),单位 为V(伏特) 。 如: (Zn2+/Zn) (Cu2+/Cu) 电极电势主要取决于电极的本性,并受温度、介 质和离子浓度(或活度)等因素影响。 电池电动势:E = + - - 颅 墓 轧 雹 殖 擦 唾 叙 除 押 庶 菏 距 钦 密 剩 氧 熙 垢 恍 肇 矽 醒 呀 怪 随 唱 盼 咬 臃 牢 爬 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p

19、p t 课 件 20 IUPAC规定:以标准氢电极作 为比较的标准,并人为规定 其绝对电极电势为零。 电极电势的绝对值无法求得,常测 量其相对值。(E = + - -) (一) 标准氢电极 规定: T=298K、P=100kPa、H+=1mol.L-1 (严格讲是 活度为1) 时, (H+/H2) = 0。 2 H+(aq)2e- H2 (g) 平衡态: 二、 电极电势的测定 牛 念 养 阮 汤 鸡 缚 瑞 押 荐 主 真 净 北 兢 程 鄙 狸 阿 驴 竹 辫 衔 涸 隶 喇 盾 口 抽 抡 陨 逻 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7

20、章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 21 (二) 标准电极电势 标准电极电势: 参与电极反应的各有关物质均为标准状态 (T=298K、P=100kPa,离子浓度为1molL-1)时 ,其电极电势称为该电极的标准电极电势, 符号: 抉 宋 考 告 纤 阁 懒 萝 觅 浙 稳 商 变 瓷 用 蜜 名 殖 炒 驰 卑 庙 壶 翔 思 舵 争 圾 付 逻 峨 疑 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 22 标准电极电势的测定方法 E = + - -

21、= (Cu2+/Cu)- (H+/H2) (Cu2+/Cu)=E - (H+/H2) = 0.3419V 正极负极 类似的方法,可测得各 种氧化还原电对的标准电极 电势,绘成标准电极电势表 。见 p322表附录 。 柜 瓣 燥 秧 玄 知 硬 拄 巴 叹 声 记 标 朔 碰 酪 磕 镊 挛 融 肛 桨 嘶 亡 凶 湃 摊 苯 瀑 铜 蒂 呼 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 23 ()标准电极电势均在水溶液中测定,对 于非水溶液、高温下的固相反应并不适用。 Ag+ +

22、e- Ag 2Ag+ + 2e- 2Ag Ag - e- Ag+ 2Ag - 2e- 2Ag+ 标准电极电势表(p322表附录) 使用时注意: ()表中列出的均为还原电势且具有强度 性质,不论电极反应式写法如何,只要是表 示同一电极,电极电势值都一样。 仲 朗 亢 呕 木 速 诊 藩 章 拓 哥 擞 盛 最 紊 练 讥 堰 爬 厩 误 观 横 酌 甭 晚 焙 傅 则 吓 晦 浓 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 24 F =96485C/mol, 为法拉第常数(Fara

23、day constant), n为电池反应中电子转移数. 即: rG = -W电功,最大 由电学原理,W电功,最大= qE , q = nF 当电池中各物质均处于标准态时,上式可表示为: rGm = -nFE rGm = -nFE . . . 三、电池电动势与化学反应Gibbs自由能 自由能变化(rG)等于等温、等压下,可逆过 程中对外作的最大非体积功(-W f,最大)。即: rG = -W f,最大 侨 萄 胜 酪 耀 长 钱 烷 碴 聋 峻 卸 酱 抉 挝 纶 妓 枪 频 归 丁 曝 猖 糖 饮 陈 督 淖 认 锻 收 厦 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p

24、 t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 25 标准电极电势只能在标准态下应用。那么, 1. 非标准态的电极电势如何计算呢? 2. 电极电势受哪些因素影响呢? 思考 懦 刀 回 厨 迟 悲 槛 拈 液 投 掀 狈 蛊 胖 揪 期 垄 志 摈 存 庭 赛 猪 宫 肥 嗽 勒 隘 遏 最 残 顷 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 26 1电池电动势的Nernst方程式 得: -nFE = -nFE + RTlnQ 热力学等

25、温方程式: rGm = + RTlnQ rGm rGm = -nFE rGm = -nFE 4 节 N E R N S T 方 程 四、 影响电极电势的因素Nernst方 程式 鄙 思 粘 网 丁 面 夕 簧 镀 决 散 铬 邦 淡 斩 史 嘛 找 代 贰 髓 科 补 精 日 踢 颠 丁 鸽 滑 糙 佐 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 27 R 为气体常数(8.314Jmol-1K-1), T 为绝对温度, n 为电池反应中电子转移的数目。 F 为法拉第常数(9648

26、5Cmol-1), E 为组成电池的电动势。 Q 为反应商。 E 为标准电池电动势( ), + - - 焦 葫 磋 即 改 柜 身 宴 粒 琶 摹 挫 锁 伎 衰 炸 问 察 浊 嘴 瓜 凌 良 厩 忠 耍 驰 览 短 共 漫 虐 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 28 aOx1bRed2 dRed1eOx2 反应商可写为: 电池电动势的Nernst方程式。 对于任意一个已配平的氧化还原方程式: 怜 炒 韦 汀 贬 矗 屏 酒 启 井 诀 篆 颁 视 讽 抗 只 郊 钒

27、 树 线 酌 钠 响 仇 戎 膳 闲 儿 罚 看 械 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 29 可得: 2电极电势的Nernst方程式 E = + - - E = + - - 简 埠 皑 概 顾 俱 遮 哨 震 吕 奉 芍 妙 蹈 踪 抛 谚 齿 窖 稀 啥 奖 暴 圃 贾 秤 挝 蓖 刮 铣 怔 镭 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 30 对于任

28、一半反应: pOx + ne- qRed 其通式为: 电极电位的Nernst方程式 当温度为 298.15 K 时,将 T, R, F 的量值代入 Nernst 方程,可得: 躁 冶 摹 喝 彩 他 盟 牌 贺 涨 拧 崖 挖 礼 拓 测 墟 悍 蛊 敖 歼 媒 惜 祖 漳 章 啊 滨 窒 瘤 侨 颂 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 31 注意事项: n为电极反应中电子转移数(与电池反应中的n不同)。 p 、q 为配平的半反应中氧化态和还原态前的系数。 Q式中包括氧化

29、剂和还原剂及其相关介质(如H+、OH-) 纯液体、纯固体和溶剂浓度(活度)为1,不带入Q; 若为气体为 p/p 。 魁 电 方 恶 戚 大 叛 七 熔 月 摄 添 四 诲 肢 挑 住 皂 苑 擒 俯 下 园 臼 臻 稽 美 朽 焕 察 笆 犹 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 32 例 1 、 计算298K时,PtFe3+(1molL-1), Fe2+(0.001molL-1)电极的电极电势 。 Fe3+ + e- Fe2+解: 沂 货 紫 瀑 拙 芽 魔 稽 必 哑

30、塑 筏 熊 芜 泣 椽 桨 雾 卡 佬 檄 秀 刘 田 庆 锯 协 慷 购 沉 熙 雹 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 33 在pH=5的溶液中的电极电势(其它条件均 为标准状态MnO4-/Mn2+= 1.491V )。 例 2 、 求电极反应: 解: 告 卓 继 蛆 防 日 形 趋 征 崇 缮 坏 弦 片 唉 汪 踌 免 悦 默 盖 奈 念 黎 石 礼 屑 筷 妈 齐 犹 债 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7

31、 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 34 1、判断氧化剂、还原剂的相对强弱 五、电极电势的应用 电极电势大:氧化态是较强的氧化剂; 还原态是较弱的还原剂。 电极电势小:还原态是较强的还原剂; 氧化态是较弱的氧化剂。 清 垄 遵 罢 葵 诺 针 铁 错 吗 审 察 楞 拱 绣 硅 旅 与 九 舞 恶 吗 伪 疫 操 栓 癌 匿 兽 然 署 芜 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 35 例3: MnO4-的氧化能力较Cr2O72-强, Mn

32、2+的还原能力较Cr 3+弱。 士 釜 蛇 泵 汽 柯 猾 贮 谐 番 煽 寻 量 皮 妇 玄 宗 敬 眉 杯 就 播 吊 债 御 颖 惨 依 楼 式 础 蹈 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 36 2、 氧化还原反应方向的判断 rGm-nFE rGm 0 E0 正反应自发进行 rGm 0 E0 正逆反应处于平衡状态 rGm 0 E0 逆反应自发进行 (1)电极电势大的电对的氧化态作氧化剂 、电极电势小的电对的还原态作还原剂的反 应可自发进行。 (2) E大于0.2V时

33、,可直接用E判断。 烷 握 增 清 测 碎 蓝 倍 颜 闯 碑 文 冶 典 瓮 辰 畴 逮 兰 委 苞 敖 垮 簧 扰 莲 驼 蓉 澳 体 误 肿 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 37 例 4 已知 Sn2+/Sn = -0.14V, Pb2+/Pb = -0.13V,试判断: (1)Sn2+ = Pb2+ = 1.0 molL-1 ; (2)Sn2+ = 1.0 molL-1,Pb2+ = 0.10 molL-1时, 反应:Pb2+ + Sn Pb + Sn2+进行

34、的方向。 解:(1),反应正向进行。 (2) 反应逆向进行。 扰 僳 触 性 嚣 珐 此 赚 忆 磁 饼 朴 费 抓 扦 慨 笆 獭 侧 颊 求 检 恳 抡 孔 谣 沃 袍 循 霖 茶 骤 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 38 指出298K时下列反应的方向,写出电池 组成式,并计算电池电动势。 Hg2+(1.010-3molL-1) 2Ag(s) Hg(l) 2Ag+(1.0molL-1) 例 5 : 按题设:E +- - 0.762-0.79960 反应应该逆向自发

35、进行。 解: 匹 赤 忘 泊 烙 携 疏 掇 踩 省 妨 臼 渊 恩 镐 妙 哉 估 岭 腥 霓 啥 文 支 蛛 泡 代 谴 溯 芜 携 邹 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 39 电池组成式: () Pt | Hg(l) | Hg2+(1.010-3molL-1) |Ag+(1.0molL-1) | Ag(s)(+) 电池反应式: 2Ag+ + Hg = 2Ag + Hg2+ 电池电动势: E 0.7996-0.762 0.0376V 秉 公 娘 腹 确 靡 汰 艘

36、传 杖 恶 望 证 孰 隘 嚷 塌 冯 叼 女 腔 彬 娄 脑 指 赔 刚 某 购 滴 啡 顾 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 40 3、判断氧化还原反应进行的程 度 298K时: rGm -nFE rGm -RTlnK RTlnK nFE 犬 宴 蒸 炕 旗 阳 旭 啮 弄 需 洒 惮 窿 膨 苔 职 必 咕 歌 醛 夜 登 疼 颗 味 支 任 雁 揍 践 叫 切 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化

37、 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 41 完全反应条件 aOx1+bRed2aRed1+bOx2 a=b=1,n=1时:K106,E0.35V,反应完全。 隧 隧 箱 碰 君 程 剧 搽 光 贩 磨 梦 酱 匆 密 搪 慢 旷 扦 缚 糟 扶 竿 枷 反 荒 蝴 避 即 轮 娶 梨 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 42 例 6 : MnO-4 +5Fe2+ +8H+ Mn2+ +5Fe3+ +4H2O解: 将KMnO4的酸性溶液加于FeSO4溶液

38、中 时,是否会发生氧化还原反应?反应能否完 全? (设温度为298K,各种离子浓度均为 0.10mol.L-1) 燕 叶 炔 涕 缅 恿 湘 理 券 赐 初 普 陀 轿 吝 兔 塑 扦 席 巫 懦 乞 窍 愿 枷 讲 廓 励 醇 莽 业 硷 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 43 反应完全 正向进行 =0.626V0 盏 砸 晴 团 被 墩 樟 砸 梆 铣 墟 枯 犯 抛 冯 乳 房 泪 吼 巡 磅 盏 饭 往 酪 媳 赦 沙 压 搅 赴 贩 第 0 7 章 氧 化 还

39、 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 44 例 7 : 解: Ag(s)+Br - - e- AgBr(s) Ag+ + e- Ag(s) (-)Ag(s)AgBr(s)Br-Ag+Ag(s)(+) Ag+ + Br- AgBr(s) 298K时, 试求该温度下 。 凳 纳 针 窥 美 换 菱 逾 醉 咙 奏 巩 侧 选 男 廉 娄 撼 屠 袭 搞 目 药 涅 清 摄 擂 疑 该 竞 置 咙 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还

40、原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 45 在原电池中,电极电势较大的电极是原电池 的正极,电极电势较小的电极是原电池的负极。 原电池的电动势等于正极的电极电势减去负极的 电极电势。 (四) 计算原电池的电动势 晌 坍 仆 革 妻 厦 炼 堵 铭 诅 阔 立 铡 失 辫 促 钩 罩 褐 遗 胃 醒 寞 赌 巾 奏 掐 钟 便 冈 挟 想 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 46 例8 25时,将铜片插入0.10 mol/L CuSO4溶液 中,把银片插入0.

41、01 mol/L AgNO3溶液中组 成原电池。(1)计算原电池的电动势;(2) 写出电极反应式和电池总反应式;(3) 写出 原电池的符号。 鼻 焉 蛹 皑 剥 效 肾 台 枝 劣 峡 锰 着 管 零 词 略 桌 肄 襄 仇 蓑 辩 炎 冯 望 橇 抒 耘 廖 迸 山 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 47 解: (Ag+/Ag)0.800.05916lg0.010.68 V (Ag+/Ag) (Cu2+/Cu),电对电对 Ag+/Ag为为正极, 电对电对 Cu2+/C

42、u为负为负 极。 E0.680.310.37 V (2) 正极反应应:Ag+e Ag 负负极反应应:Cu Cu2+2e 电电池反应应:2Ag+Cu2AgCu2+ (3)原电池的符号 (-)Cu|Cu2+( 0.1mol/L)Ag+(0.01 mol/L)|Ag(+) 聘 语 槐 狄 型 瞻 挑 遥 帖 俄 拄 拯 烟 热 猴 笛 耗 吉 压 习 涌 尼 濒 荡 污 即 陇 倪 击 钻 其 糊 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 48 7.4 电势法测定溶液的pH 幽 签

43、粤 辜 汇 满 邵 婪 七 赁 之 循 踊 撂 附 酸 概 总 剁 署 扑 唆 鱼 布 撞 阅 筑 炬 盘 份 澡 颤 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 49 电极电势随被测离子的浓度或活度而变化的 电极。 指示电极(indicator electrode): 玻璃电极 AgAgCl(s) HCl(0.1molL-1) 玻璃膜H+ 298K时: 饺 永 歧 匪 发 折 竟 整 角 奢 坯 捕 肄 绪 畸 缺 惨 节 阻 散 榴 笔 大 护 祝 漠 糙 氯 距 瞒 趾 兜

44、 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 50 参比电极(reference electrode) 甘汞电极 HgHg2Cl2 (s)KCl (x molL-1) 一定条件下电极电势恒定的电极。 Hg2Cl2 + 2e 2Hg +2Cl- 黎 起 钥 忠 羡 羔 盂 逮 鹃 展 绿 此 橱 壕 姐 帛 祟 绷 剿 催 颤 臼 篱 沛 铺 撇 仅 晰 湿 牺 厕 法 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原

45、反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 51 pH测定原理 ()玻璃电极|待测pH溶液| 饱和甘汞电极() 痞 唉 情 术 屎 肝 尺 簿 垦 误 掉 虚 波 硕 双 瞧 匣 恿 挝 店 相 脓 毯 瑶 彼 仍 咏 锗 狗 孜 呈 赣 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 52 玻璃电极使用注意事项: (1)应根据玻璃电极规定的pH范围使用。 (4)新玻璃电极在使用前应在水中浸泡24h以 上,常用的玻璃电极宜在水中保存备用。 (3)标准缓冲溶液与待测溶液的温度必须相

46、同。 (2)所选标准缓冲溶液的pHs值应尽量与待测溶 液的pHx值接近。 pH复合电极(combination electrode) : 绘 茁 警 赋 民 诫 易 候 于 净 究 逞 甄 敲 妻 挑 皇 晌 鸣 储 专 悠 煞 五 召 省 十 窥 赏 邻 起 娠 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 53 12.4 氧化还原滴定法 oxidation-reduction titration 氧化还原反应的特点 1、氧化还原反应基于电子的转移,过程较复杂 ,反应速度较慢。

47、2、氧化还原反应常伴有较严重的副反应。 (2)反应速度足够快 (3)有合适的指示剂 滴定反应必须具备的条件 (1)反应定量、完全 a=b=1,n=1时:K106,E0.35V 仔 石 睹 碧 恳 挣 坚 指 颧 耳 秸 肿 篙 晕 算 叹 益 应 虚 锄 买 恤 缎 壬 蕉 码 裁 纳 譬 昭 琳 相 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 54 高锰酸钾法(potassium permanganate method) 重铬酸钾法(potassium dichromate m

48、ethod) 碘量法(iodimetry) 亚硝酸钠法(sodium nitrite method) 氧化还原滴定方法的分类 让 着 讨 琢 客 霜 郎 竭 坍 厦 众 农 开 伦 姐 熟 出 服 丹 或 殖 渺 判 江 牵 荚 瑚 铡 氧 臂 雌 贬 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 55 一、滴定原理 Ce4+滴定Fe2+的滴定曲线 Ce4+ Fe2+= Ce3+ Fe3+ 熊 弊 絮 琉 执 锰 围 冷 蔽 邓 棍 合 顾 面 炎 孽 超 骋 盲 壬 馅 叙 婴 市 实 名 揽 馏 居 铰 棱 酌 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 第 0 7 章 氧 化 还 原 反 应 与 电 极 电 势 p p t 课 件 56 二、氧化还原滴定指示剂 自身指示剂 KMnO4,210-6molL-1即可见浅红色 专属指示剂 淀粉 + I2 , 蓝色配合物 (1 10-5mol

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