电极电势精品课件

1、电极电势第1页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五第一节 电极电势与标准电极电势一、原电池 借助于氧化还原反应而产生电流，从而使化学能转变成电能的装置叫做原电池。盐桥：在U型管中装满用饱和 KCl溶液和琼胶作成的 冻胶。这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（Primary Cell）第2页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五现象Zn棒逐渐溶解溶液的天蓝色减退有红棕色疏松的铜在Zn棒表面析出溶液的温度渐升Zn-2eZn2+Cu 2+2e Cu所发生的反应Zn+ Cu 2+ Cu +Zn2+ZnCuSO4第3页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，

2、星期五CuZnZn棒逐渐溶解溶液的天蓝色减退Zn-2eZn2+Cu 2+2e CuZn+ Cu 2+ Cu +Zn2+检流计指针发生偏移第4页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五 如CuZn原电池的符号为：（）Zn Zn SO4（C1） CuSO4（C2）Cu（+）“”表示两相的界面，“ ”表示盐桥，习惯上负极在左，正极在右。CuZn第5页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五电极由共轭的氧化还原电对构成,其中氧化数高的称为氧化型物质,氧化数低的称为还原型物质,其关系如下: a 氧化型 + ne - g 还原型(a、g为计量系数，n为转移的电子数。)2 氧化还

3、原电对通常表示为“氧化型/还原型”，例如：Zn + Cu 2+ Zn 2+ + Cu 还原剂1氧化剂1还原剂2氧化剂2上述反应两个电对是：Cu 2+/Cu , Zn2+/Zn第6页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五二、标准电极电势（一） 标准氢电极H+=1molL-1PtH2100Ka2H+ (aq) +2e H2(g)标准氢电极示意图第7页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五（二） 标准电极电势的测定 通常将测定温度为298K，组成电极的各离子浓度为1molL-1，各气体压力为100KPa时的状态称为电极的标准状态，（用上标“”表示）在标准状态下，某电极

4、与标准氢电极组成原电池，测定其电动势E ，根据E = + - - 就可求出该电极的标准电极电势 。（三）标准电极电势表1、 氢以上的电势为负号，负值越大，电极电势越低； 氢以下的电势为正号，正值越大，电极电势越高。2、 值与电极的写法无关。3、电极式中的各组分乘以或除以一个系数，其值不变。第8页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五第二节 影响电极电势的因素一、能斯特方程电极反应：a 氧化型 + ne - g 还原型则非标准状态下的可通过能斯特方程进行计算：R为气体常数，其值为8.314JK-1 mol-1，F为法拉第常数，其值为96485C mol 1， T为热力学温度，当T

5、 = 298K时第9页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五应用能斯特方程时需注意以下几点：1、计算前，首先配平电极反应式。2、纯固体、纯液体（包括水）不必代入方程中，气体 以分压表示（P/100KPa）3、电极反应中若有H+、OH-等物质参加反应， H+或OH- 的浓度也应根据反应式写在能斯特方程中第10页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五二、影响电极电势的因素及有关计算例1：将锌片浸入含有0.01molL-1或4.0 molL-1浓度的 Zn2+溶液中,计算25时锌电极的电极电势 （已知0.762V） 解：电极反应式 应用能斯特方程得到代入c(Zn2+)

6、即可得到，分别等于0.821和0.744V 第11页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五例2：已知电极反应 +1.507V.若MnO4-和Mn2均处于标准态（1 molL-1）， 求25，pH=6时该电极的电极电势。 解：应用能斯特方程得到 代入数值即可得到，0.939V 第12页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五 由上例可知，氧化型物质的浓度越大或还原型物质的浓度越小，电极电势的数值就越高；介质的酸碱度也对电极电势有较大影响。通常，氧化剂的氧化能力在酸性介质中比在碱性介质中强，还原剂的则相反。 生物体系中，由于H+的浓度等于1时会引起生物大分子变性，所以

7、生物化学标准状态规定pH=7.0(接近生理pH值)，而其它各物质仍然取正常规定浓度（或气体物质的分压）的状态。医学相关的体内氧化还原反应，需要应用生物化学标准状态下的电极电势来讨论。第13页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱 电极电势的大小反映了电对中氧化型和还原型物质氧化还原能力的强弱，电对 值愈大，即电极电势愈高，则该电对中氧化型物质的氧化能力愈强，是强氧化剂。而对应的共轭还原型物质的还原能力就愈弱，是弱的还原剂。反之，电对 值愈小，即电极电势愈低，则该电对中还原型物质的还原能力愈强，是强还原剂。而对应的共轭氧化型物质的氧化能力就愈弱，是弱的氧化剂。（可通过查表知 值大小）例如: (I2/I-) (Fe3+/Fe2+ ) 氧化性：氧化性： Fe3+ I2， 还原性： I- Fe2+ 第三节 电极电势的应用第14页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五二、判断氧化还原反应的方向三、电势法测定溶液的pH值 较强的氧化剂与较强的还原剂可以生成较弱的氧化剂和较弱的还原剂。在标准电极电势表中，左下方的氧化型物质可以与右上方的还原型物质反应对角线相互反应关系。 将适当的指示电极、参比电极与被测