《能斯特方程》PPT课件

1、,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1.0 moldm-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

2、法拉第常数，F = 96485Jmol-1V-1 n 电极反应中转移的电子数,将式中的常数项R = 8.314 JK-1mol-1, F = 96485 Jmol-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,

3、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) 105 Pa), + 0.4

4、01V + lg + 0.460 V,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+) 0.100 molL-1，c(H+) 10.0 molL-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-3 c(H+) = 1.0 10-5

5、mol .dm-3, Z = 5 查表: E(MnO4-/ Mn2+)= +1.512V E(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+) = 2.0 mol.dm-3 E(MnO4-/ Mn2+) = 1.512V+ lg(2 )8 = 1.541V,0.0592V,5,0.0592V,5

6、,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-= 0.001 molL-1,Fe2+=1 molL-1时反应方向如何?,解：(1) 标准状态：,E00 (Fe3+/Fe2+)- 0 (I2/I-)0.770-0.5350.235 V0,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 0.770 V,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- 1.358