氧化还原及电化学基础.ppt

1、普通化学,同学们好!,氧化还原及电化学基础,第六章 氧化还原及电化学基础,6.4 浓度对电极电势的影响,6.5电极电势的应用,氧化还原及电化学基础,影响电极电势的因素,1、Nernst 方程 非标态下的电极电势， 对于氧化还原反应： m O1 + n R2 p R1 + q O2 两个电对： O1/R1 和 O2/R2 （O 氧化型；R 还原型）,将 GT = - nF 代入上式得：,恒温、 恒压下：,电池反应的Nernst方程式：,氧化还原及电化学基础,将 E正 E负 和 E正 E负 代入电池反应的 Nernst方程式，可得到电极电势的 Nernst方程式：,对应的电极反应为： m 氧化型

2、ne = q 还原型 即： m O + ne = q R,注意： 1） Q 的写法为 若用分压表示时， 必须写成： 以此类推。 2） 也可写成： 3） 若含有 H+ 参加反应时，应写入。,氧化还原及电化学基础,例1 写出以下电池反应的Nernst 方程式：,Cl2(g) + 2I- = 2Cl- + I2(s),解：,= 1.36 0.536 = 0.82 (V),氧化还原及电化学基础,例2 写出以下电极反应的 Nernst 方程式：,O2(g) + 4H+ + 4e = 2H2O(l) E = 1.229 (V),解：,三种类型： （1）一边型: 如 Zn2+/Zn: Zn2+ + 2e =

3、 Zn(s) 对于还原态是固态的均适用。 （2）二边型: 如 Fe3+/ Fe2+: Fe3+ + e = Fe2+ （3）有H+参加型: 如Cr2O72-/Cr3+: Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O pH 的影响极大。,氧化还原及电化学基础,2 、浓度和酸度对电极电势的影响,氧化还原及电化学基础,酸度对电极电势的影响,Cr2O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O 设Cr2O72-和Cr3+的浓度均为1mol/L,氧化还原及电化学基础,酸度变化可改变一些化学反应的方向： H3AsO4 + 2H+ + 2I- H3AsO3 + I2

4、+ H2O,酸性,中性或碱性,酸度可以影响氧化还原反应的产物,KMnO4 氧化 Na2SO3,氧化还原及电化学基础,六、电极电势及电池电动势的应用,1、比较氧化剂、还原剂的强弱 E氧化型/还原型 越大，其氧化型的氧化能力越强， 其还原型的还原能力越弱。 如：氧化能力 MnO4- Cl2 O2 Br2 Fe3+ I2 还原能力 Mn2+ Cl- H2O Br- Fe2+ I-,2、氧化还原反应方向的判断 G = - nF 1）G 0, 反应自发 2）G 0, 0, 反应达平衡 3）G 0, 0, 反应非自发,氧化还原及电化学基础,反应方向性判据,标态 自由能判据 G 0 K 1 0 质量判据 电动势判据, = , = ,G = - nF,氧化还原及电化学基础,非标态 用G 0 或 Q/K G +40 (kJ/mol) 10+7 K 107 +0.40/n -0.40/n (V) 正向自发 判据 正向非自发,氧化还原及电化学基础,Zn: sacrificial anode （牺牲阳极）,Cathodic protection（阴极保护）： to prevent corrosion of underground pipes and storage tanksmany of which a