能斯特方程PPT课件

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 0mol dm 3 涉及气体的分压为1 0 105Pa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 96485J mol 1 V 1n 电极反应中转移的电子数 将式中的常数项R 8 314J K 1 mol 1 F 96485J mol 1 V 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 100mol L 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 100mol L 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 100mol L 1 c H 10 0mol L 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 0 10 5mol dm 3 Z 5查表 E MnO4 Mn2 1 512VE MnO4 Mn2 E MnO4 Mn2 lg 0 0592V Z c MnO4 c c H c 8 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 001mol L 1 I 0 001mol L 1 Fe2 1mol L 1时反应方向如何 解 1 标准状态 E0 0 Fe3 Fe2 0 I2 I 0 770 0 535 0 235V 0 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 0 0 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 1 358VMnO2 4H 2e Mn2 2H2O 1 228VMnO4 8H 5