能斯特方程.ppt

,为了实用方便，提出了标准电极电势的概念。当电对处于标准状态（即物质皆为纯净物，组成电对的有关物质浓度（活度）为1.0moldm-3，涉及气体的分压为1.0105Pa时，该电对的电极电势为标准电极电势，用符号表示。通常温度为298.15K。,标准电极电势,若干电对的标准电极电势（298.15K),氧化能力增强,还原能力增强,代数值增大,电极电势的测定,能斯特方程式,电极电势的大小，不仅取决于电对本身的性质，还与反应温度、有关物质浓度、压力等有关。能斯特从理论上推导出电极电势与浓度（或分压）、温度之间的关系，对任一电对：,能斯特方程式,电极反应：aOx+ne-bRed,其中：F法拉第常数，F=96485Jmol-1V-1n电极反应中转移的电子数,将式中的常数项R=8.314JK-1mol-1,F=96485Jmol-1V-1代入,并将自然对数改成常用对数，在298.15K时，则有：,能斯特方程式,应用能斯特方程时，应注意：,（1）如果组成电对的物质是固体或液体，则它们的浓度项不列入方程式中；如果是气体，则要以气体物质的分压来表示。,（2）如果电极反应中，除了氧化态和还原态物质外，还有参加电极反应的其他物质，如H+、OH-存在，则应把这些物质也表示在能斯特方程中。（3）半反应中的计量系数作为指数。,能斯特方程式,（1）浓度对电极电势的影响,从能斯特方程式可看出，当体系的温度一定时，对确定的电对来说，主要取决于c(OX)/c(Red)的比值大小。,能斯特方程式,例：计算298.15K下，c(Zn2+)0.100molL-1时的(Zn2+/Zn）值。,即当c(Zn2+)减少为c(Zn2+)十分之一时，(Zn2+/Zn）值比(Zn2+/Zn)仅减少0.03V。,（Zn2+/Zn）(Zn2+/Zn)+lgc(Zn2+)/c,-0.7626V+lg0.100,-0.7922V,能斯特方程式,例：计算298.15K下，c(OH-)0.100molL-1时的(O2/OH-)值。(已知p(O2)105Pa),+0.401V+lg+0.460V,能斯特方程式,（2）酸度对电极电势的影响,如果H+、OH-也参加电极反应，那么溶液酸度的变化也会对电极电势产生影响。,例：在298.15K下，将Pt片浸入c()c(Cr3+)0.100molL-1，c(H+)10.0molL-1溶液中。计算的(/Cr3+)值。,能斯特方程式,+1.36V+lg,+1.50V,能斯特方程式,解:电极反应为：MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e-=Mn2+(aq)+4H2O已知:c(MnO4-)=c(Mn2+)=1mol.dm-3c(H+)=1.010-5mol.dm-3,Z=5查表:E(MnO4-/Mn2+)=+1.512VE(MnO4-/Mn2+)=E(MnO4-/Mn2+)+lg,0.0592V,Z,c(MnO4-)/cc(H+)/c8,c(Mn2+)/c,例题:计算298K下pH=5时，MnO4-/Mn2+的电极电势(其他条件同标准态)。,E(MnO4-/Mn2+)=1.512V+lg(10-5)8=1.04V当c(H+)=2.0mol.dm-3E(MnO4-/Mn2+)=1.512V+lg(2)8=1.541V,0.0592V,5,0.0592V,5,可知：c(H+)浓度增加，电极电势增加，MnO4-氧化性增强。,二、离子浓度改变对氧化还原反应方向的影响,例判断2Fe3+2I-2Fe2+I2在标准状态下和Fe3+=0.001molL-1,I-=0.001molL-1,Fe2+=1molL-1时反应方向如何?,解：(1)标准状态：,E00(Fe3+/Fe2+)-0(I2/I-)0.770-0.5350.235V0,所以在标准状态下，上述反应能自发进行。,(2)非标准状态：,Fe3+e=Fe2+00.770V,E+-0.592-0.718-0.121(V)0,所以在非标准状态下，上述反应向逆方向自发进行。,作业：已知Cl2+2e-=2Cl-