课程教学教案周次章节名称第13讲氧化还原滴定法61.DOCVIP

课 程 教 学 教 案 周 次 章 节 名 称 第13讲 第六章 氧化还原滴定法 §6.1~§6.4 授 课 方 式 课堂讲授 教 学 时 数 2学时 目 的 要 求 理解氧化-还原反应的实质，能运用能斯特公式计算条件电位；理解标准电极电位及条件电极电位的意义和它们的区别；进一步理解影响氧化-还原反应进行的各种因素，包括影响反应方向和反应速度等因素，从而选择适当的反应条件，使氧化-还原反应趋向完全；掌握氧化-还原滴定过程中，电极电位和离子浓度的变化规律及其计算方法，绘出滴定曲线。 重 点 难 点 重点：；。 难点：。 方 法 手 段 教学方法：讲授 教学手段：多媒体 教学过程（包含教学基本内容、过程、学时分配；课堂讨论、练习、作业）： 备注 导入 前面讲了质子转移的酸碱滴定法。下面要讨论电子转移的氧化还原滴定管法，先讨论能斯特方程计算条件电极电位。 教学基本内容 第六章 氧化-还原滴定法 第一节 氧化-还原平衡 一、条件电极电位 1.标准电极电位 半反应： aOx+ne=bRed 半反应电极电位可用能斯特方程式表示：25℃ 简写成 条件电极电位：特定条件下，cOx=cRed= 1mol·L-1 或浓度比为1时电对的实际电势，用φ(( 反映了离子强度及各种副反应影响的总结果，与介质条件和温度有关。 二、影响电极电位的外界因素 主要表现在： (1) 配位、沉淀等副反应使有效浓度降低； (2) 有H+(或OH-)参与反应时，pH对电极电位的影响。 (3) 电对的氧化态(cOX)生成沉淀(或配合物)时，电极电位降低；还原态(cRed)生成沉淀(或配合物)时，电极电位增加。 1.生成沉淀对条件电位的影响 计算KI浓度为1mol.L-1时，Cu2+/Cu+电对的条件电势(忽略离子强度的影响)，并说明何以能发生下述反应：?2Cu2+ + 5I- = 2CuI↓+ I3-Cu2+/Cu+=0.16V, (I3-/I+)=0.545V, KspCuI= 1.1×10-12 ]解：因忽略离子强度的影响，当c(Cu2+) = c(Cu+) = 1mol.L-1时，则 由于生成CuI↓极大地降低了Cu+ 的浓度，使Cu2+/Cu+电对的电势升高，Cu2+的氧化性增强。0.86V0.545V，因此题设的反应能顺利发生。 2. 形成络合物对条件电位的影响 例：计算pH为3.0，NaF浓度为0.2mol/L时， Fe3+ /Fe2+电对的条件电极电位。在此条件下，用碘量法测定Cu2+时， Fe3+会不会干扰测定？若pH改为1.0时，结果又如何？（已知Fe3+氟配合物的lgβ1～ lgβ3分别是5.2、9.2、11.9。 Fe2+基本不与F-配合，φ0Fe3+/Fe2+ = 0.77V, φ0I2/2I- = 0.54V ） 解：半反应为： Fe3+ + e Fe2+ Fe3+存在两个副反应：配位效应（ NaF ）和羟基配位效应（ pH=3.0 ），这两个副反应会影响Fe3+的平衡浓度。 总副反应系数：αFe3+=αFe3+(F-)+αFe3+(OH-)-1=1.1(108 +100.4 -1=1.1(108 Fe2+在此条件下无副反应，则：[Fe2+]=CFe2+ 令CFe3+ = CFe2+ =1mol/L时，体系的电位就是条件电极电位。 结论：用碘量法测定Cu2+时， Fe3+不氧化I-，不干扰测定。 在实际工作中，常采用加入沉淀剂或配位剂的方法，来改变电对的电极电位，从而改变氧化还原反应进行的方向。 溶液酸度对条件电位的影响 例：碘量法中的一个重要反应为： H3AsO4 + 2I- + 2H+ = HAsO2 + I2 + 2H2O 已知：φ0 H3AsO4 / HAsO2 = 0.56V ， φ0I2/2I- = 0.545V， H3AsO4的pKa1、 pKa2 、 pKa3分别是2.2、7.0、11.5， HAsO2的pKa=9.2。 计算pH=8NaHCO3溶液中H3AsO4 / HAsO2的条件电极电位，判断反应进行的方向（忽略离子强度的影响） 解：H3AsO4 + 2H+ + 2e HAsO2 + 2H2O I2 +e 2I- 当溶液中[H+]=1.0mol/L， [H3AsO4]=[H3AsO3]=1.0mol/L时 ( 所以，反应能够自左向右进行。 H3AsO4 + 3I - + 2H+ H3AsO3 + I 3- + H2O 当在溶液中加入过量NaHCO3，使溶液的 pH=8 发生上反应的逆反应：H3AsO3 +I3- +H2O HAsO42- +3I - +4H+ 第二节 氧化-还原进行的程度 一.条件平衡常