7.5电极电势的确定（课件）-《无机化学》同步教学（化学工业出版社）

电极电势的确定 标准氢电极 ★组成: 1.覆有一层海绵状铂黑的铂片; 2. C(H+)=1mol/L的溶液; 3. p(H2)=100KPa的纯氢气; 4. 铂黑电极吸附H2至饱和; ★电极符号:Pt|H2(100KPa)|H+（1mol/L） 电极电势的确定 ★电极反应: H2 ⇌ 2H++2e- ★规 定: EΘ(H+/H2)=0 2 电极电势的确定 标准电极电势的测定 ★方法: 将标准氢电极与其他各种标准态下的电极组成原电池, 规定标准氢电极在左边，待测电极在右边。 在标准状态下测得的电池的标准电动势就是待测电极的标准电极电势。 （-）标准氢电极||待测电极（+） EΘ=EΘ正-EΘ负 =EΘ正 3 电极电势的确定 标准电极电势的测定 （-）标准氢电极||待测电极（+） （-）Pt|H2（pΘ）|H+（cΘ）||Cu2+（cΘ）|Cu（+） EΘ=EΘ (Cu2+/Cu)-EΘ (H+/H2) EΘ (Cu2+/Cu)=+0.3419V 例：测定铜电极的标准电极电势： EΘ=EΘ正-EΘ负 =EΘ正 EΘ (Cu2+/Cu)=EΘ-EΘ (H+/H2) =0.3419V-0V =0.3419V EΘ =0.3419V EΘ (Zn2+/Zn)=-0.7618V 例：测定锌电极的标准电极电势： 4 电极电势的确定 甘汞电极 ★组成: 由Hg和糊状Hg2Cl2及KCl饱和溶液组成 ★电极反应: Hg2Cl2(s)+2e-⇌2Hg(l)+2Cl-(aq) ★电极符号: Pt，Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和溶液） ★电极电势: EΘ=0.2681V 5 电极电势的确定 氧化还原电极 ★组成: 惰性电极（如铂片）插入溶液（含有某元素两种不同氧化数的离子）中 电极反应: Fe3++e- ⇌ Fe2+ 电极符号: Pt|Fe2+(aq),Fe3+(aq) 例：铂片插入到亚铁离子和铁离子共存的溶液中 6 能斯特方程式： 电极反应：a氧化型+ne- ⇌b还原型 E－电对在任一温度、浓度时的电极电势； EΘ－为电对的标准电极电势； n－电极反应中电子的计量系数； R－气体常数（8.314J·mol-1·K-1); F－法拉第常数（96486C·mol-1); T－热力学温度； [还原型]、[氧化型]－分别表示电极反应式还原型一侧和氧化型一侧各物质相对浓度幂的乘积，若是气体则用相对分压。 298.15K时的能斯特方程式： 7 电极电势的应用 电极电势的应用 1.判断氧化剂和还原剂的相对强弱 还原电势的电极反应： 氧化型＋n e – ⇌ 还原型 EΘ越大：氧化型的氧化性越强，则对应还原型的还原性就越弱。 EΘ越小：还原型的还原性越强，则对应氧化型的氧化性就越弱。 Li、K、Ba、Ca Li+、K+、Ba2+、Ca2+ F2、O3、H2O2、MnO4- F-、O2、H2O、MnO2 弱还原剂 强还原剂 弱氧化剂 强氧化剂 例： 9 1.判断氧化剂和还原剂的相对强弱 例：找出电对MnO4-/Mn2+、Fe3+/Fe2+及I2/I-中最强的氧化剂和最强的还原剂。 MnO4-+8H++5e- ⇌Mn2++4H2O EΘ=1.507V Fe3++e- ⇌Fe2+ EΘ=0.771V I2+2e- ⇌2I- EΘ=0.5355V 氧化型物质氧化能力的顺序为：MnO4- ＞Fe3+ ＞I2 还原型物质还原能力的顺序为：I- ＞Fe2+＞Mn2+ 10 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 ★查阅标准电极电势表时，应注意： 1.标准电极电势分为酸性介质和碱性介质两种表。 2.只有氧化型和还原型完全相符合时，查出的标准电极电势值才是正确的。 标准电极电势（298.15K） 11 判断氧化还原反应的方向 ★作为氧化剂电对的标准电极电势EΘ1＞作为还原剂电对的标准电极电势EΘ2，则氧化还原反应能自发地从左向右进行。即：EΘ1-EΘ2＞0 例： Zn+Cu2+=Zn2++Cu EΘ(Cu2+/Cu)=+0.3419V EΘ(Zn2+/Zn)=-0.7618V 12 判断氧化还原反应进行的次序 一种氧化剂与几种还原剂作用时，电极电势差值最大的两者之间首先发生氧化还原反应。 一种还原剂与几种氧化剂作用时，电极电势差值最大的两者之间首先发生氧化还原