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文档简介

无机与分析技术电极电势的应用薛俊娟

电极电势的应用

一、比较氧化剂和还原剂的相对强

标准状态：

φθ值越大，氧化型物质得电子能力愈强，氧化态的氧化能力越强；φθ值越小，还原型物质失电子能力愈强，还原态的还原能力越强。非标准状态：能斯特方程比较(Ox/Red)

电极电势的应用

φθ(Zn2+/Zn)=-0.7618Vφθ(Cu2+/Cu)=0.3419V氧化能力:Cu2+>Zn2+还原能力:Zn>Cu

电极电势的应用

例：从下列电对中，选出最强的氧化剂和最强的还原剂：

MnO4-/Mn2+

、Sn4+/Sn2+

、Fe2+/Fe解:查表：φθ(MnO4–/Mn2+)=1.512V;φθ

(Sn4+/Sn2+)=0.1539V;φθ(Fe2+/Fe)=–0.4089V氧化性大小顺序：MnO4–

>Sn4+>Fe2+还原性大小顺序：Fe>Sn2+>Mn2+

电极电势的应用

例：有一混合溶液含I-、Br-、Cl-各1mol•dm-3，欲使I-氧化而不使Br-、Cl-氧化，试从Fe2(SO4)3和KMnO4中选出合理的氧化剂。解：查出各θ值/V:

θ(I2/I-)0.535V,θ(Br2/Br-)1.07V,θ(Cl2/Cl-)1.36V,

θ(Fe3+/Fe2+)0.77V,θ(MnO4-/Mn2+)1.51V

电极电势的应用

Fe3+是合适的氧化剂:2Fe3++2I-=2Fe2++I2

但Fe3+不会把Br-,Cl-氧化。MnO4-

会把I-、Br-、Cl-都氧化，不合要求。

电极电势的应用

二、判断氧化还原反应进行的方向

E=+--E>0，反应正向自发进行；E=0，反应达到平衡状态；E<0，反应逆向自发进行。

电极电势的应用

计算结果为正值说明反应可按假定的方向进行。=(－0.13V)－(－0.14V)=+0.01V假定反应按正方向进行，则=φθ(Pb2+/Pb)－φθ(Sn2+/Sn)Eθ例：通过计算,判断标准态条件下反应Pb2+(aq)

+Sn(s)Sn2+(aq)

+Pb(s)进行的方向。

电极电势的应用

三、判断氧化还原反应进行的程度

Ox1+Red2

→

Red1+Ox2对于氧化还原反应正极负极

电极电势的应用

电动势θ平衡状态:E=0θ

电极电势的应用

氧化剂与还原剂电极电势差值越大，K值越大，反应进行的越完全。Ox1+Red2

→

Red1+Ox2对于氧化还原反应

电极电势的应用

例：求下面反应在298K时的平衡常数K

Zn+Cu2+(1.0mol/L)【解】经查表：φθ(Cu2+/Cu)=0.337v；

φθ(Zn2+/Zn)=-0.763vZn2+(1.0mol/L)+Cu

电极电势的应用

则Eθ=φθ(Cu2+/Cu)-φθ(Zn2+/Zn)=0.337-(-0.763)=1.10v

电极电势的应用

例：求KMnO4在稀硫酸溶液中与H2C2O4反应的平衡常数K

(温度298.15K)。【解】该氧化还原反应为：5H2C2O4+2MnO4-+6H+10CO2+2Mn2++8H2O

将反应设计成原电池正极MnO4-+8H++5e-→

Mn2++4H

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