第七章-氧化还原平衡与氧化还原滴定法（课件）《基础药用化学》（上海交通大学出版社）

第七章 氧化还原平衡与 氧化还原滴定法 目 录 CONTENTS 1 2 3 氧化还原反应的基本概念 常见的氧化还原滴定法 影响电极电势的因素 4 氧化还原滴定法的应用 PART 1 氧化还原反应的基本概念 氧化还原反应的基本概念 按有无电子的得失或偏移来判断化学反应是否属于氧化还原反应，有时会遇到困难。为此人们引入了氧化数这一概念，用来表示各元素在化合物中所处的化合状态。 1970年，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）定义了氧化数的概念：氧化数是某元素一个原子的荷电数，这个荷电数可由假设每个键中的电子指定给电负性更大的原子而求得。根据此定义，人们总结出了确定氧化数的规则： （一）氧化还原反应 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 1、氧化数 氧化还原反应的基本概念 （一）氧化还原反应 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 1、氧化数 （1）在单质中，元素的氧化数为零。例如，H2、O2等物质中元素的氧化数为零。 （2）在中性分子中各元素的氧化数的代数和等于零，单原子离子中元素的氧化数等于离子所带电荷数，在复杂离子中各元素的氧化数的代数和等于离子的电荷数。 （3）在一般化合物中，氢的氧化数通常为＋1，但在活泼金属（ⅠA和ⅡA）氢化物中氢的氧化数为－1。 （4）氧的氧化数一般为－2，但在过氧化物如H2O2中为－1，在超氧化物中如NaO2中为－1/2，在臭氧化物如KO3中为－1/3，在氟氧化物如O2F2和OF2中分别为＋1和＋2； （5）氟的氧化数皆为－1；碱金属的氧化数皆为＋1，碱土金属的氧化数皆为＋2。 氧化还原反应的基本概念 （一）氧化还原反应 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 2、氧化还原反应 氧化还原反应的本质是电子的得失或偏移，即电子的转移。从这个角度看，氧化反应是物质失去电子的反应，还原反应是物质得到电子的反应。在氧化还原反应中，失去电子、氧化数升高的物质是还原剂；得到电子、氧化数降低的物质是氧化剂。还原剂使另一物质还原，其本身在反应中被氧化，它的反应产物叫氧化产物；氧化剂使另一物质氧化，其本身在反应中被还原，它的反应产物叫还原产物。如： 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物 氧化还原反应的基本概念 （一）氧化还原反应 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 2、氧化还原反应 常见的氧化剂和还原剂 1 所有的金属单质和含有低价离子的化合物都是常见的还原剂。 常见的氧化剂有比较活泼的非金属单质和含有高价离子的化合物。 处于中间价态的化合物既可作氧化剂又可做还原剂。 氧化还原反应的类型 2 1）一般氧化还原反应 2）自身氧化还原反应 3）歧化反应 氧化还原反应的基本概念 （二）原电池和电极电势 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 1、原电池 上述中的盐桥是由饱和KCl溶液和5%的琼脂装入U形管中制成的。盐桥的作用是沟通两个半电池。若移去盐桥，整个电路就会断开，伏特表立即回到零刻度。由此可见，盐桥可以保持两边电荷平衡，使反应能继续进行。 在盐桥中离子运动的方向是： 离子向ZnSO4溶液中流动； 离子向CuSO4溶液中流动，从而使ZnSO4和CuSO4溶液维持电中性。由于 离子和 离子的迁移速度相近，所以在盐桥中一般都使用饱和的KCl。 Zn - 2e→Zn2+ Cu2+ + 2e→Cu 氧化作用 还原作用 氧化还原反应的基本概念 （二）原电池和电极电势 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 2、电极电位 （1）标准氢电极 标准氢电极的装置是将镀有铂黑的Pt片，放入浓度为1mol/L的盐酸溶液中，在298.15K时不断通入压力为101.33kPa的纯H2，不断地冲击Pt片，使H2在溶液中达到饱和状态，这样就构成了标准氢电极。298.15K时，标准氢电极的电极电位为0，即 。如果将某种电极和标准氢电极组成原电池，测定出原电池的电动势即是该电极的电极电位。 氧化还原反应的基本概念 （二）原电池和电极电势 AgCl(s) Ag+(aq) ＋ Cl–(aq) 2、电极电位 （2）标准电极电位 电极电位的大小主要取决于物质的本性，此外，还与温度、浓度因素有关。为了便于比较，规定组成电极的有关物质的浓度为1mol/L，有关气体的压力为101.33kPa，温度为298.15K时，所测得的电极电位叫作该电极的标准电极电位，简称标准电