南医大无机化学08氧化还原.ppt

Chap.8 氧化还原Oxidation-Reduction Reaction 本章内容 1、基本概念 2、原电池 3、电极电势 4、电极电势的应用 5、元素电势图及其应用 8.1 基本概念 8.1 基本概念 8.1 基本概念 确定氧化值的一般规则 氧化值与化合价 氧化值的确定 思考题：确定氧化值 二、氧化还原半反应和氧化还原电对 二、氧化还原半反应和氧化还原电对 8.2 原电池 8.2 原电池 组成： ① 半电池（电极） ② 检流计 ③ 盐桥（琼脂 ＋ 强电解质） （KCl, KNO3等） 二、电池符号的书写 三、常见电极类型 三、常见电极类型 影响电极的因素：本性、离子浓度、温度、介质等。 当外界条件一定时，电极电势的高低就取决于电极的本性。对于金属电极，则取决于金属的活泼性大小。 甘 汞 电 极 从理论上来说，用标准氢电极方法可以测定出各种电对的标准电极电势，但是氢电极作为标准电极，使用条件非常严格，而且制作和纯化也比较复杂，因此在实际测定时，往往采用甘汞电极（calomell electrode)作为参比电极。 3）标准电极电势表 三、影响电极电势的因素 三、影响电极电势的因素 三、影响电极电势的因素 例：计算298K，电池(-)Pt︱I2,I-(0.1mol.L-1) ‖ MnO 4-(0.01mol.L-1),Mn2＋(0.1mol.L-1),H＋(0.001mol.L-1)︱Pt(+)的电动势并写出电池反应。 应用能斯特方程的注意事项 2.溶液酸度对电极电势的影响 3.沉淀剂对电极电势的影响 求算难溶电解质的Ksp 例：求SnCl2 还原FeCl3 反应（298K)的平衡常数 K?。 8.5 元素电势图及其应用 二、元素电势图的应用 歧 化 反 应 利用电势图求未知电对的jθ 要求！根据电对的电极电势，判断金属或离子相对氧化（还原）能力的强弱。 jθ是强度物理量，无加合性（与电极反应中物质的计量系数无关）： Cu2+ + 2e Cu 2Cu2+ + 4e 2Cu 氧化性：Cu2+Zn2+; 还原性：Zn Cu jθ 如： ? q Zn2+/Zn = -0.762V ? q Cu2+/Cu = 0.342V 已知 Fe3++ e = Fe2+ j ? = 0.771V Cu2++ 2e = Cu j ? = 0.342V Fe2++ e = Fe j ? = ?0.447V Al3++ 3e = Al j ? = ?1.662V 则最强的还原剂是： A. Al3+ B. Fe C. Cu D. Al D 例 题 二、电池电动势与自由能关系 ΔrGm = W’max (最大非体积功) =W电池 =-E池· Q =-nFE池 F：为法拉第常数。96485 C · mol-1 ΔrGm? =- nFE ?池 8.3 电极电势 电极反应: ClO3-(aq)+6H+ (aq)+ 5e 1/2Cl2(g)+3H2O(l)查表?fGθ -3.3 0 0 -237.1 (kJ/mol) ?rGθ =3×(-237.1)-(3.3)=-708 (kJ/mol) EθClO3-/Cl2=- ?rGθ /nF=708/(5×96.5)=1.47(v) 二、电池电动势与自由能关系 8.3 电极电势 1.能斯特方程（Nernst equation） aOx1 + bRed2 fRed1 + gOx2 根据化学反应等温式： ΔrGm = ΔrGm? + RTlnQc - nFE 池=- nFE?池+ RTlnQc 8.3 电极电势 1.能斯特方程（Nernst equation） 8.3 电极电势 1.能斯特方程（Nernst equation） 8.3 电极电势 对于任意一个电极反应： mOx