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第五章氧化还原反应及电极电势目录CONTENTS氧化还原反应的基本概念01030204电极电势影响电极电势的因素电极电势的应用影响电极电势的因素03第三节影响电极电势的因素一、能斯特方程实验表明,电极电势与浓度(或分压)、介质和温度之间的关系符合能斯特方程。

aOx+ne-

bRed对于任意电极反应其能斯特方程为第三节影响电极电势的因素E为电极在任意状态时的电极电势,Eθ为电极的标准电极电势,R为摩尔气体常数,n为电极反应中转移的电子数,T为热力学温度,F为法拉第常数,a、b分别为电极反应中氧化型、还原型有关物质的计量系数。

第三节影响电极电势的因素若将自然对数改为常用对数,温度为298K时,能斯特方程可简化为第三节影响电极电势的因素使用能斯特方程时须注意:1.如果电对中某一物质是固体、纯液体或水,它们的浓度为常数,不写入能斯特方程;Cr2O72-+14H++6e2Cr3++7H2O

第三节影响电极电势的因素2.如果电对中某一物质是气体,其浓度用相对分压代替;2H++2eH2

第三节影响电极电势的因素3.如果在电极反应中,除了氧化态、还原态物质外,还有其他物质,如存在,则应把这些物质的浓度也表示在能斯特方程中。MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O

第三节影响电极电势的因素二、浓度对电极电势的影响从能斯特方程可知,当电对中氧化型物质或还原型物质的浓度发生变化时,都会使电极电势改变。利用能斯特方程可以计算电对在实际浓度下的电极电势。第三节影响电极电势的因素例:已知电极反应I2+2e

2I-,Eθ=0.5355V,求c(I-

)=0.1mol/L时的电极电势。解:可见,氧化态物质的浓度越大或还原态物质的浓度越小,其电极电势就越大,氧化态获得电子的倾向就越大。第三节影响电极电势的因素三、酸度对电极电势的影响对于有H+或OH-参与的反应,溶液酸度的改变也会使电极电势发生变化,在有的电极反应中会成为决定电极电势大小的主要因素。第三节影响电极电势的因素解得(1)E=1.42V(2)E=1.23V例:已知MnO4-+8H++5e

Mn2++4H2O,Eθ=1.51V试计算(1)[H+]=0.1mol/L时E值是多少?(2)[H+]=0.001mol/L时E值是多少?

[MnO4-]=[Mn2+]=1.0mol/L,T=298K小结:MnO4-离子的氧化能力随[H+]的降低而减弱。第三节影响电极电势的因素2MnO4-+5SO32-+6H+

=2Mn2+(肉红色)+5SO42-+3H2O2MnO4-+3SO32-+6H2O=2MnO2(棕)+3SO42-+2OH-2MnO4-+SO32-+2OH-

=2MnO42-(绿色)+SO42-+H2O

KMnO4在不同介质中,还原产物不同。第三节影响电极电势的因素通常氧化剂的氧化能力在酸性介质中强;还原剂的还原能力在碱性介质中要强。对于有H+或OH

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