医学化学-ch7氧化还原与电极电势课件

医学化学江苏大学化学化工学院医学化学江苏大学化学化工学院7.4电极电势和电池电动势的应用7.1氧化还原的基本概念7.2原电池与电极电势7.3影响电极电势的因素7.4电极电势和电池电动势的应用7.1氧化还原的基本氧化还原的基本概念1、氧化数某一元素一个原子的荷电数(即原子所带的净电荷数)。★

单质中元素原子的氧化数为零，如H2。★

离子型化合物中元素的氧化数等于该离子所带的电荷数，如NaCl。★共价型化合物中,两原子的表观电荷数即为它们的氧化数，如HCl。氧化还原的基本概念1、氧化数某一元素一个原子的荷电数(即原子(2)氧的氧化数一般为-2，如H2O；在过氧化物中为-1，如H2O2；在超氧化物中为-1/2，如KO2；在臭氧化物中为-1/3，如KO3；氧的氟化物中为+1(O2F2)和

+2(OF2)。(1)氢的氧化数一般为+1，如HCl；在金属氢化物中为

-1，如NaH。氧化还原的基本概念氧化数确定的几个规则(2)氧的氧化数一般为-2，如H2O；在过氧化物中为-1，(4)复杂离子的电荷数等于各元素氧化数的代数和。(3)中性分子中各原子的氧化数的代数和为零。氧化还原的基本概念氧化数确定的几个规则

+1+6-2如：K2Cr2O72×(+1)+

2×(+6)+7×(-2)=0

+5/2-2如：S4O62-4×(+5/2)+

6×(-2)=-2

(4)复杂离子的电荷数等于各元素氧化数的代数和。(3)中2、氧化数不等同于化合价，既可以为整数也可为分数。氧化还原的基本概念确定氧化数的几个注意点1、在共价化合物中，确定元素氧化数时不要与共价键数相混淆。2、氧化数不等同于化合价，既可以为整数也可为分数。氧化还原的氧化还原的基本概念Cl2＋

2I-

=2Cl-

＋

I2

氧化数升高被氧化氧化数降低被还原2、氧化或还原反应与电对氧化剂:氧化数降低的物质；还原剂:氧化数升高的物质。Cl2＋

2e-2Cl-

2I-I2＋2e-

失e-，氧化半反应得e-，还原半反应氧化还原的基本概念Cl2＋2I-=2Cl-＋I2氧化还原的基本概念2、氧化或还原反应与电对氧化还原电对：由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成。电对符号记作：氧化型／还原型。如：Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2氧化型＋

ne-还原型电池半反应一般写作：氧化还原反应的实质

氧化型1＋还原型2

还原型1＋氧化型2ne-

氧化还原的基本概念2、氧化或还原反应与电对氧化还原电对：由同原电池与电极电势原电池是将化学能转变为电能的装置Zn+Cu2+

→Zn2++Cue-Cu极——正极Zn极——负极Cu2++2e-→CuZn-2e-→Zn2+

——概念原电池与电极电势原电池是将化学能转变为电能的装置Zn+C原电池与电极电势——铜锌原电池原电池与电极电势——铜锌原电池原电池与电极电势——组成Cu2+(氧化型物质)Cu(还原型物质)Cu2+/Cu氧化还原电对Cu2++2e-→CuZn2+(氧化型物质)Zn(还原型物质)Zn2+/Zn氧化还原电对Zn-2e-→Zn2+原电池负极正极每个原电池都是由两个半电池构成。原电池与电极电势——组成Cu2+Cu2++2e-→Cu原电池与电极电势——组成负极写在左边“|”表示相与相之间的界面用“‖”表示盐桥正极写在右边(-)Zn|Zn2+(c1)||Cu2+(c2)|Cu(+)原电池与电极电势——组成负极写在左边“|”表示相与相之间的(1)若组成电极物质中无金属时，应插入惰性电极。惰性电极：如Pt，石墨等能导电而不参入反应的电极Fe3+(c1)，Fe2+(c2)|Pt(+)

(-)Pt,Cl2(p)|Cl-(c)

注意原电池与电极电势——组成(1)若组成电极物质中无金属时，应插入惰性电极。惰性电极：注意原电池与电极电势——组成(2)组成电极中的气体物质应在导体这一边，后面应注明压力。H+(c1)|H2(p),Pt(+)(-)Pt，O2(p)|OH-

(c1)(-)Zn|Zn2+(c1)‖H+(c1)|H2(p),Pt(+)注意原电池与电极电势——组成(2)组成电极中的气体物质应在原电池与电极电势——组成(3)电极中含有不同氧化态同种离子时，高氧化态离子靠近盐桥，低氧化态离子靠近电极，中间用“，”分开。Sn4+(c1)，Sn2+(c2)|Pt(+)注意原电池与电极电势——组成(3)电极中含有不同氧化态同种离Sn原电池与电极电势——组成注意(4)参入电极反应其它的物质也应写入电池符号中。Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)(-)Pt，O2(p)|H2O，OH-(c1)原电池与电极电势——组成注意(4)参入电极反应其它的物质也原电池与电极电势——组成课堂练习1、Cr2O72-+6Cl-+14H+→

2Cr3++3Cl2↑+7H2O(-)Pt,Cl2(p)|Cl-(c)||Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)

2、2H2+O2→

2H2O(-)Pt,H2(p1)|H+(c1)||H+(c1),H2O|O2(p2),Pt(+)原电池与电极电势——组成课堂练习1、Cr2O72-+6Cl-原电池与电极电势在Cu-Zn原电池中，为什么检流计的指针只偏向一个方向，即电子由Zn传递给Cu2+，而不是从Cu传递给Zn2+？电极电势是怎样产生的？有哪些因素导致电极电势不同呢？原电池与电极电势在Cu-Zn原电池中，为什么检流计的指针只偏原电池与电极电势——电极电势产生M(s)Mn+(aq)+ne-M(s)Mn+(aq)+ne-溶解：沉积：Mn+(aq)+ne-

M(s)M活泼

溶解>沉积

M不活泼

沉积

>溶解Mn+稀Mn+浓双电层电极电势()：金属和其盐溶液之间的电势差金属晶体里有金属阳离子和电子。当把金属放入含有该离子的浓溶液时，有溶解和沉积两种反应的倾向存在。原电池与电极电势——电极电势产生M(s)Mn+原电池与电极电势——电极电势的产生在极板附近的溶液中有过剩的正电荷，而极板表面上有过剩的负电荷，即在极板表面上形成“双电层”。这样，在金属和盐溶液之间产生了电位差，这种产生在金属和它的盐溶液之间的电势称为金属的电极电势。原电池与电极电势——电极电势的产生在极板附近的溶液中有过剩的原电池与电极电势——电极电势的影响因素电极的本性（金属的活泼性）温度溶液浓度、气体分压等原电池与电极电势——电极电势的影响因素电极的本性（金属的活泼

E＝

+－

-在用盐桥消除了液接电势后，原电池的电动势为：液接电势：两种溶液液接界面形成的电势差。原电池与电极电势——电池电动势E＝+－-在用盐桥消除了液接电势后，原电池电极电势的绝对值现还无法测知，但可用比较法确定它的相对值。选用标准氢电极作为比较标准，规定它的电极电势值为零，即

(H+/H2)=0V。

原电池与电极电势——电池电动势电极电势的绝对值现还无法测知，但可用比较法确定它的相对值。选将待测电极与标准氢电极组成原电池，测其电动势(E)，则E即为待测电极的电极电势。——电极电势的测定电极电势标准态与标准电极电势物质皆为纯净物溶液的浓度为1mol·L-1气体的分压为100kPa标准态标准态下测得的电极电势即为标准电极电势，记为φӨ

(M+/M)将待测电极与标准氢电极组成原电池，测其电动势(E)，则E——电极电势的测定电极电势(-)Zn|Zn2+(1.0mol·L-1)||H+(1.0mol·L-1)|H2(100kPa),Pt(+)298K时测得标准电动势E

Ө

=0.763V.

根据EӨ

=

Ө(+)

-Ө(-)=Ө

(H+/H2)-Ө

(Zn2+/Zn)∵Ө

(H+/H2)=0V∴Ө

(Zn2+/Zn)=-0.763V例如：Zn2+/Zn电极标准电极电势的测定:——电极电势的测定电极电势(-)Zn|Zn2+(1.0mol常见电对的标准电极电势(298.15K)电极电势3.053F2+2H++2e-2HF(aq)F2/HF(aq)1.229Cl2+2e-2Cl-Cl2/Cl-1.229O2+4H++4e-2H2OO2/H2O0.340Cu2++2e-CuCu2+/Cu02H++2e-2H2H+/H2-0.7626Zn2++2e-

ZnZn2+/Zn-2.924K++e-

KK+/K-3.040Li++e-

LiLi+/LiӨ

/V电极反应电对常见电对的标准电极电势(298.15K)电极电势3.053F电极电势——电极电势的测定1、Ө与半反应中的计量数无关，也与其反应的方向无关。注意：2、Ө是水溶液体系的标准电极电势，对于非标准态、非水溶液体系，不能用Ө

来比较物质氧化还原能力。电极电势——电极电势的测定1、Ө与半反应中的计量数无关，思考题判断Zn2+、Cu2+、Zn、Cu中哪种物质氧化性较强，哪种物质还原性较强？答：Cu2+氧化性较强

Zn还原性较强电极电势——电极电势的测定思考题判断Zn2+、Cu2+、Zn、Cu中哪种物质氧化性较强——电极电势的测定电极电势1、电极电势越大，电对中氧化型物质的氧化能力越强；电极电势越小，电对中还原型物质的还原能力越强；2、电对中还原型物质的还原能力越强，则氧化型物质的氧化能力越弱；反之亦然。结论：——电极电势的测定电极电势1、电极电势越大，电对中氧化型物质影响电极电势的因素氧化型

+ne-

还原型——Nernst方程R:摩尔气体常数z(n):电极反应中转移的电子数F:法拉第常数影响电极电势的因素氧化型+ne-在298K时，代入R、F有：组成电对的物质的本性，决定

Ө值，金属越活泼，

Ө代数值越小,

越小。2.氧化型、还原型物质的浓度、分压。3.酸度对某些电对有影响。由公式可知：影响电极电势的因素——Nernst方程在298K时，代入R、F有：组成电对的物质的本性，决定Ө1.气体物质用分压(pa)表示，并除以pӨ

(105Pa)；溶液中的物质用浓度(molL-1)表示，并除以c

Ө(1molL-1)。Nernst方程应用注意：2.纯固体或纯液体物质不写入。3.电极反应中电对以外物质也应写入，但溶剂（如H2O）不写入。影响电极电势的因素——Nernst方程1.气体物质用分压(pa)表示，并除以pӨ例题:计算Zn2+/Zn电对在[Zn2+]=1.00×10-3

mol·L-1时的电极电势{已知

(Zn2+/Zn)=-0.763V}.解:

=

+(0.0592/2)lgc(Zn2+)=-0.763+(0.0592/2)lg(1.00×10-3)=-0.852V电极反应中,若氧化型浓度降低,则还原型的还原能力将会增强.半反应Zn2++2e-Zn影响电极电势的因素——浓度的影响例题:计算Zn2+/Zn电对在[Zn2+]=1.00×[例题]Cr2O72-+6e-+14H+

2Cr3++7H2O解：酸度对含氧氧化剂的氧化能力有影响，酸度越大，氧化性越强。影响电极电势的因素——酸度的影响[例题]Cr2O72-+6e-+14H+例：在含Ag+/Ag的体系中：电极反应为：Ag++e-

Ag

Ө(Ag+/Ag)=+0.7996V

若加入NaCl溶液，Ag++Cl-

AgCl↓

KspӨ

=1.77×10-10

影响电极电势的因素——沉淀的影响例：在含Ag+/Ag的体系中：影响电极电势的因素——沉淀的影

当c(Cl-)=1.0mol.L–1时：c(Ag+)=Ksp/c(Cl-)=1.77×10-10/1.0=1.77×10-10mol·L–1

(Ag+/Ag)=Ө(Ag+/Ag)+0.0592lgc(Ag+)=0.7996+0.0592lg(1.77×10-10)=0.2227V上式所得的电极电势即为当c(Cl-)=1.0mol.L–1时，

AgCl(s)+e-

Ag+Cl-

Ө(AgCl/Ag)=0.2227V影响电极电势的因素——沉淀的影响当c(Cl-)=1.0mol.L–1时：影响电极电电极电势的应用1.判断原电池的正负极，计算电池电动势。2.判断氧化剂、还原剂的相对强弱。Ө越大,电对中氧化型物质的氧化能力越强还原型物质的还原能力越弱

Ө越小,电对中还原型物质的还原能力越强氧化型物质的氧化能力越弱

电极电势的应用1.判断原电池的正负极，计算电池电动势。2.判电极电势的应用3.计算弱电解质解离常数(KӨi

)。4.

计算难溶电解质溶度积(KӨsp)。[例题]已知半电池反应如下，计算KӨsp(AgBr)。解：AgBr电极的标准电势相当于Ag电极的非标准电势，此时，c(Ag+)=KӨsp/c(Br-),电极电势的应用3.计算弱电解质解离常数(KӨi)。4.电极电势的应用所以有由于在标准态，c(Br-)=1.0mol·L-1,所以KӨsp(AgBr)=5.35×10-13电极电势的应用所以有由于在标准态，c(Br-)=1.0mol氧化还原反应的方向对于任意化学反应来说:

rGm<0,

化学反应正向进行;

rGm>0,

化学反应逆向进行;

rGm=0,化学反应处于平衡。在氧化还原反应中：rGm=-nFE

所以对于氧化还原反应来说:

E>0,化学反应正向进行;

E<0,化学反应逆向进行;

E=0,化学反应处于平衡。氧化还原反应的方向对于任意化学反应来说:在氧化还原反应中：∴反应自发向右进行。氧化还原反应的方向[例题]试判断下列反应:Pb2++SnPb+Sn2+，在标准态时和c(Pb2+)=0.0010mol·L-1、c(Sn2+)=1.0mol·L-1反应自发进行的方向。解:查表后知∵

+=Ө(Pb2+/Pb),

-=

Ө(Sn2+/Sn)

+>

-Ө(Sn2+/Sn)=-0.136V

Ө(Pb2+/Pb)=-0.126V∴反应自发向右进行。氧化还原反应的方向[例题]试判断下列反氧化还原反应的方向当c(Pb2+)=0.0010mol·L-1、c(Sn2+)=1.0mol·L-1时，0.05922

+=

(Pb2+/Pb)=(Pb2+/Pb)+lg[c(Pb2+)/c]=-0.126+lg0.0010=-0.215V0.05922

-=

Ө(Sn2+/Sn)∵

+<

-∴反应自发向左进行。氧化还原反应的方向当c(Pb2+)=0.0010mol·L-氧化还原反应的方向注意：由上述例题的结果可知，电极反应中有关物质浓度的变化,会引起电极电势的改变，可能会导致反应方向的改变。经验规则一般情况下，浓度的变化,不会导致(氧化剂)<(还原剂),而引起反应方向发生改变。当Ө(氧化剂)-Ө(还原剂)>0.2V时氧化还原反应的方向注意：由上述例题的结果可知，电极反应中有关氧化还原反应的方向[例题]判断反应2Ag++Cu2Ag+Cu2+在标准态和c(Ag+)=0.050molL-1、c(Cu2+)=1.0molL-1的进行方向。Ө(Ag+/Ag)=0.7991V

Ө(Cu2+/Cu)=0.340V解:

查表后知∵

+=Ө(Ag+/Ag),

-=Ө(Cu2+/Cu)∴反应自发向右进行。

+>

-氧化还原反应的方向[例题]判断反应2Ag++Cu氧化还原反应的方向当c(Ag+)=0.050molL-1

、c(Cu2+)=1.0molL-1时，

+=

(Ag+/Ag)=

Ө(Ag+/Ag)+0.0592lg[c(Ag+)/cӨ]=0.7991+0.0592lg0.050=0.72V

-=

Ө(Cu2+/Cu)∵

+>

-∴反应自发向右进行。氧化还原反应的方向当c(Ag+)=0.050molL-1氧化还原反应的方向H3AsO4+2I-+2H+HAsO2+I2+2H2O强酸性介质强碱性介质对于某些有含氧酸及其盐参加的氧化还原反应,溶液的酸度有可能导致反应方向的改变。向左0.53550.0861.0×10-8

碱性向右0.53550.604.0酸性反应方向

Ө(I2/I-)VӨ(H3AsO4/HAsO2)Vc(H+)molL-1介质氧化还原反应的方向H3AsO4+2I-+2H+氧化还原反应的限度化学反应进行的最终结果即为达到平衡状态。此时：rGm=0，rG

mӨ=-RTlnKӨ

。rGm在氧化还原反应中表现为做电功，即：rGm=-nFE,rG

mӨ=-nFEӨ故：代入R、F

、T后有：氧化还原反应的限度化学反应进行的最终结果即为达到平衡状态。此氧化还原反应的限度[例题]试计算反应Pb2++SnPb+Sn2+的标准平衡常数。若起始时c(Pb2+)=1.0mol·L-1，Sn足量，请问达平衡时的c(Pb2+)、c(Sn2+)。解:查表后知Ө(Pb2+/Pb)=-0.126VӨ(Sn2+/Sn)=-0.136V则K=2.2氧化还原反应的限度[例题]试计算反应Pb2++Sn氧化还原反应的限度设反应平衡时c(Sn2+)=xmol·L-1，则有:Pb2++SnPb+Sn2+平衡浓度/mol·L-11.0-x

x则x=0.69mol·L-1,即c(Sn2+)=0.69mol·L-1；而此时c(Pb2+)=1.0-0.69=0.31mol·L-1氧化还原反应的限度设反应平衡时c(Sn2+)=xmol·L-查得:

Ө(Zn2+/Zn)

=-0.7631V

Ө(Fe2+/Fe)

=-0.447V

Ө(Cu2+/Cu)

=+0.3419V例:在含1mol·L-1Fe2+,Cu2+

的溶液中加入Zn,哪种离子先被还原?何时第二种离子再被还原?解:一般是电动势最大的两电对优先发生反应。

Ө(Cu2+/Cu)-

Ө(Zn2+/Zn)=0.3419-(-0.7631)=1.105V判断氧化还原反应的顺序查得:Ө(Zn2+/Zn)=-0.7631V例:

Ө(Fe2+/Fe)-

Ө(Zn2+/Zn)=-0.447-(-0.7631)=0.316V∴Cu2+优先被还原.当

(Cu2+/Cu)=

Ө(Fe2+/Fe)时,Fe2+同时被还原

Ө(Cu2+/Cu)+(0.0592/2)lgc(Cu2+)

=

Ө(Fe2+/Fe)0.3419+(0.0592/2)lgc(Cu2+)

=-0.447∴

c(Cu2+)=1.8×10-27mol·L-1当Fe2+开始被还原时,Cu2+实际上已被还原完全。判断氧化还原反应的顺序Ө(Fe2+/Fe)-Ө(Zn2+/Zn)=医学化学江苏大学化学化工学院医学化学江苏大学化学化工学院7.4电极电势和电池电动势的应用7.1氧化还原的基本概念7.2原电池与电极电势7.3影响电极电势的因素7.4电极电势和电池电动势的应用7.1氧化还原的基本氧化还原的基本概念1、氧化数某一元素一个原子的荷电数(即原子所带的净电荷数)。★

单质中元素原子的氧化数为零，如H2。★

离子型化合物中元素的氧化数等于该离子所带的电荷数，如NaCl。★共价型化合物中,两原子的表观电荷数即为它们的氧化数，如HCl。氧化还原的基本概念1、氧化数某一元素一个原子的荷电数(即原子(2)氧的氧化数一般为-2，如H2O；在过氧化物中为-1，如H2O2；在超氧化物中为-1/2，如KO2；在臭氧化物中为-1/3，如KO3；氧的氟化物中为+1(O2F2)和

+2(OF2)。(1)氢的氧化数一般为+1，如HCl；在金属氢化物中为

-1，如NaH。氧化还原的基本概念氧化数确定的几个规则(2)氧的氧化数一般为-2，如H2O；在过氧化物中为-1，(4)复杂离子的电荷数等于各元素氧化数的代数和。(3)中性分子中各原子的氧化数的代数和为零。氧化还原的基本概念氧化数确定的几个规则

+1+6-2如：K2Cr2O72×(+1)+

2×(+6)+7×(-2)=0

+5/2-2如：S4O62-4×(+5/2)+

6×(-2)=-2

(4)复杂离子的电荷数等于各元素氧化数的代数和。(3)中2、氧化数不等同于化合价，既可以为整数也可为分数。氧化还原的基本概念确定氧化数的几个注意点1、在共价化合物中，确定元素氧化数时不要与共价键数相混淆。2、氧化数不等同于化合价，既可以为整数也可为分数。氧化还原的氧化还原的基本概念Cl2＋

2I-

=2Cl-

＋

I2

氧化数升高被氧化氧化数降低被还原2、氧化或还原反应与电对氧化剂:氧化数降低的物质；还原剂:氧化数升高的物质。Cl2＋

2e-2Cl-

2I-I2＋2e-

失e-，氧化半反应得e-，还原半反应氧化还原的基本概念Cl2＋2I-=2Cl-＋I2氧化还原的基本概念2、氧化或还原反应与电对氧化还原电对：由同一种元素的氧化型物质和还原型物质构成。电对符号记作：氧化型／还原型。如：Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2氧化型＋

ne-还原型电池半反应一般写作：氧化还原反应的实质

氧化型1＋还原型2

还原型1＋氧化型2ne-

氧化还原的基本概念2、氧化或还原反应与电对氧化还原电对：由同原电池与电极电势原电池是将化学能转变为电能的装置Zn+Cu2+

→Zn2++Cue-Cu极——正极Zn极——负极Cu2++2e-→CuZn-2e-→Zn2+

——概念原电池与电极电势原电池是将化学能转变为电能的装置Zn+C原电池与电极电势——铜锌原电池原电池与电极电势——铜锌原电池原电池与电极电势——组成Cu2+(氧化型物质)Cu(还原型物质)Cu2+/Cu氧化还原电对Cu2++2e-→CuZn2+(氧化型物质)Zn(还原型物质)Zn2+/Zn氧化还原电对Zn-2e-→Zn2+原电池负极正极每个原电池都是由两个半电池构成。原电池与电极电势——组成Cu2+Cu2++2e-→Cu原电池与电极电势——组成负极写在左边“|”表示相与相之间的界面用“‖”表示盐桥正极写在右边(-)Zn|Zn2+(c1)||Cu2+(c2)|Cu(+)原电池与电极电势——组成负极写在左边“|”表示相与相之间的(1)若组成电极物质中无金属时，应插入惰性电极。惰性电极：如Pt，石墨等能导电而不参入反应的电极Fe3+(c1)，Fe2+(c2)|Pt(+)

(-)Pt,Cl2(p)|Cl-(c)

注意原电池与电极电势——组成(1)若组成电极物质中无金属时，应插入惰性电极。惰性电极：注意原电池与电极电势——组成(2)组成电极中的气体物质应在导体这一边，后面应注明压力。H+(c1)|H2(p),Pt(+)(-)Pt，O2(p)|OH-

(c1)(-)Zn|Zn2+(c1)‖H+(c1)|H2(p),Pt(+)注意原电池与电极电势——组成(2)组成电极中的气体物质应在原电池与电极电势——组成(3)电极中含有不同氧化态同种离子时，高氧化态离子靠近盐桥，低氧化态离子靠近电极，中间用“，”分开。Sn4+(c1)，Sn2+(c2)|Pt(+)注意原电池与电极电势——组成(3)电极中含有不同氧化态同种离Sn原电池与电极电势——组成注意(4)参入电极反应其它的物质也应写入电池符号中。Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)(-)Pt，O2(p)|H2O，OH-(c1)原电池与电极电势——组成注意(4)参入电极反应其它的物质也原电池与电极电势——组成课堂练习1、Cr2O72-+6Cl-+14H+→

2Cr3++3Cl2↑+7H2O(-)Pt,Cl2(p)|Cl-(c)||Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)

2、2H2+O2→

2H2O(-)Pt,H2(p1)|H+(c1)||H+(c1),H2O|O2(p2),Pt(+)原电池与电极电势——组成课堂练习1、Cr2O72-+6Cl-原电池与电极电势在Cu-Zn原电池中，为什么检流计的指针只偏向一个方向，即电子由Zn传递给Cu2+，而不是从Cu传递给Zn2+？电极电势是怎样产生的？有哪些因素导致电极电势不同呢？原电池与电极电势在Cu-Zn原电池中，为什么检流计的指针只偏原电池与电极电势——电极电势产生M(s)Mn+(aq)+ne-M(s)Mn+(aq)+ne-溶解：沉积：Mn+(aq)+ne-

M(s)M活泼

溶解>沉积

M不活泼

沉积

>溶解Mn+稀Mn+浓双电层电极电势()：金属和其盐溶液之间的电势差金属晶体里有金属阳离子和电子。当把金属放入含有该离子的浓溶液时，有溶解和沉积两种反应的倾向存在。原电池与电极电势——电极电势产生M(s)Mn+原电池与电极电势——电极电势的产生在极板附近的溶液中有过剩的正电荷，而极板表面上有过剩的负电荷，即在极板表面上形成“双电层”。这样，在金属和盐溶液之间产生了电位差，这种产生在金属和它的盐溶液之间的电势称为金属的电极电势。原电池与电极电势——电极电势的产生在极板附近的溶液中有过剩的原电池与电极电势——电极电势的影响因素电极的本性（金属的活泼性）温度溶液浓度、气体分压等原电池与电极电势——电极电势的影响因素电极的本性（金属的活泼

E＝

+－

-在用盐桥消除了液接电势后，原电池的电动势为：液接电势：两种溶液液接界面形成的电势差。原电池与电极电势——电池电动势E＝+－-在用盐桥消除了液接电势后，原电池电极电势的绝对值现还无法测知，但可用比较法确定它的相对值。选用标准氢电极作为比较标准，规定它的电极电势值为零，即

(H+/H2)=0V。

原电池与电极电势——电池电动势电极电势的绝对值现还无法测知，但可用比较法确定它的相对值。选将待测电极与标准氢电极组成原电池，测其电动势(E)，则E即为待测电极的电极电势。——电极电势的测定电极电势标准态与标准电极电势物质皆为纯净物溶液的浓度为1mol·L-1气体的分压为100kPa标准态标准态下测得的电极电势即为标准电极电势，记为φӨ

(M+/M)将待测电极与标准氢电极组成原电池，测其电动势(E)，则E——电极电势的测定电极电势(-)Zn|Zn2+(1.0mol·L-1)||H+(1.0mol·L-1)|H2(100kPa),Pt(+)298K时测得标准电动势E

Ө

=0.763V.

根据EӨ

=

Ө(+)

-Ө(-)=Ө

(H+/H2)-Ө

(Zn2+/Zn)∵Ө

(H+/H2)=0V∴Ө

(Zn2+/Zn)=-0.763V例如：Zn2+/Zn电极标准电极电势的测定:——电极电势的测定电极电势(-)Zn|Zn2+(1.0mol常见电对的标准电极电势(298.15K)电极电势3.053F2+2H++2e-2HF(aq)F2/HF(aq)1.229Cl2+2e-2Cl-Cl2/Cl-1.229O2+4H++4e-2H2OO2/H2O0.340Cu2++2e-CuCu2+/Cu02H++2e-2H2H+/H2-0.7626Zn2++2e-

ZnZn2+/Zn-2.924K++e-

KK+/K-3.040Li++e-

LiLi+/LiӨ

/V电极反应电对常见电对的标准电极电势(298.15K)电极电势3.053F电极电势——电极电势的测定1、Ө与半反应中的计量数无关，也与其反应的方向无关。注意：2、Ө是水溶液体系的标准电极电势，对于非标准态、非水溶液体系，不能用Ө

来比较物质氧化还原能力。电极电势——电极电势的测定1、Ө与半反应中的计量数无关，思考题判断Zn2+、Cu2+、Zn、Cu中哪种物质氧化性较强，哪种物质还原性较强？答：Cu2+氧化性较强

Zn还原性较强电极电势——电极电势的测定思考题判断Zn2+、Cu2+、Zn、Cu中哪种物质氧化性较强——电极电势的测定电极电势1、电极电势越大，电对中氧化型物质的氧化能力越强；电极电势越小，电对中还原型物质的还原能力越强；2、电对中还原型物质的还原能力越强，则氧化型物质的氧化能力越弱；反之亦然。结论：——电极电势的测定电极电势1、电极电势越大，电对中氧化型物质影响电极电势的因素氧化型

+ne-

还原型——Nernst方程R:摩尔气体常数z(n):电极反应中转移的电子数F:法拉第常数影响电极电势的因素氧化型+ne-在298K时，代入R、F有：组成电对的物质的本性，决定

Ө值，金属越活泼，

Ө代数值越小,

越小。2.氧化型、还原型物质的浓度、分压。3.酸度对某些电对有影响。由公式可知：影响电极电势的因素——Nernst方程在298K时，代入R、F有：组成电对的物质的本性，决定Ө1.气体物质用分压(pa)表示，并除以pӨ

(105Pa)；溶液中的物质用浓度(molL-1)表示，并除以c

Ө(1molL-1)。Nernst方程应用注意：2.纯固体或纯液体物质不写入。3.电极反应中电对以外物质也应写入，但溶剂（如H2O）不写入。影响电极电势的因素——Nernst方程1.气体物质用分压(pa)表示，并除以pӨ例题:计算Zn2+/Zn电对在[Zn2+]=1.00×10-3

mol·L-1时的电极电势{已知

(Zn2+/Zn)=-0.763V}.解:

=

+(0.0592/2)lgc(Zn2+)=-0.763+(0.0592/2)lg(1.00×10-3)=-0.852V电极反应中,若氧化型浓度降低,则还原型的还原能力将会增强.半反应Zn2++2e-Zn影响电极电势的因素——浓度的影响例题:计算Zn2+/Zn电对在[Zn2+]=1.00×[例题]Cr2O72-+6e-+14H+

2Cr3++7H2O解：酸度对含氧氧化剂的氧化能力有影响，酸度越大，氧化性越强。影响电极电势的因素——酸度的影响[例题]Cr2O72-+6e-+14H+例：在含Ag+/Ag的体系中：电极反应为：Ag++e-

Ag

Ө(Ag+/Ag)=+0.7996V

若加入NaCl溶液，Ag++Cl-

AgCl↓

KspӨ

=1.77×10-10

影响电极电势的因素——沉淀的影响例：在含Ag+/Ag的体系中：影响电极电势的因素——沉淀的影

当c(Cl-)=1.0mol.L–1时：c(Ag+)=Ksp/c(Cl-)=1.77×10-10/1.0=1.77×10-10mol·L–1

(Ag+/Ag)=Ө(Ag+/Ag)+0.0592lgc(Ag+)=0.7996+0.0592lg(1.77×10-10)=0.2227V上式所得的电极电势即为当c(Cl-)=1.0mol.L–1时，

AgCl(s)+e-

Ag+Cl-

Ө(AgCl/Ag)=0.2227V影响电极电势的因素——沉淀的影响当c(Cl-)=1.0mol.L–1时：影响电极电电极电势的应用1.判断原电池的正负极，计算电池电动势。2.判断氧化剂、还原剂的相对强弱。Ө越大,电对中氧化型物质的氧化能力越强还原型物质的还原能力越弱

Ө越小,电对中还原型物质的还原能力越强氧化型物质的氧化能力越弱

电极电势的应用1.判断原电池的正负极，计算电池电动势。2.判电极电势的应用3.计算弱电解质解离常数(KӨi

)。4.

计算难溶电解质溶度积(KӨsp)。[例题]已知半电池反应如下，计算KӨsp(AgBr)。解：AgBr电极的标准电势相当于Ag电极的非标准电势，此时，c(Ag+)=KӨsp/c(Br-),电极电势的应用3.计算弱电解质解离常数(KӨi)。4.电极电势的应用所以有由于在标准态，c(Br-)=1.0mol·L-1,所以KӨsp(AgBr)=5.35×10-13电极电势的应用所以有由于在标准态，c(Br-)=1.0mol氧化还原反应的方向对于任意化学反应来说:

rGm<0,

化学反应正向进行;

rGm>0,

化学反应逆向进行;

rGm=0,化学反应处于平衡。在氧化还原反应中：rGm=-nFE

所以对于氧化还原反应来说:

E>0,化学反应正向进行;

E<0,化学反应逆向进行;

E=0,化学反应处于平衡。氧化还原反应的方向对于任意化学反应来说:在氧化还原反应中：∴反应自发向右进行。氧化还原反应的方向[例题]试判断下列反应:Pb2++SnPb+Sn2+，在标准态时和c(Pb2+)=0.0010mol·L-1、c(Sn2+)=1.0mol·L-1反应自发进行的方向。解:查表后知∵

+=Ө(Pb2+/Pb),

-=

Ө(Sn2+/Sn)

+>

-Ө(Sn2+/Sn)=-0.136V

Ө(Pb2+/Pb)=-0.126V∴反应自发向右进行。氧化还原反应的方向[例题]试判断下列反氧化还原反应的方向当c(Pb2+)=0.0010mol·L-1、c(Sn2+)=1.0mol·L-1时，0.05922

+=

(Pb2+/Pb)=(Pb2+/Pb)+lg[c(Pb2+)/c]=-0.126+lg0.0010=-0.215V0.05922

-=

Ө(Sn2+/Sn)∵

+<

-∴反应自发向左进行。氧化还原反应的方向当c(Pb2+)=0.0010mol·L-氧化还原反应的方向注意：由上述例题的结果可知，电极反应中有关物质浓度的变化,会引起电极电势的改变，可能会导致反应方向的改变。经验规则一般情况下，浓度的变化,不会导致(氧化剂)<(还原剂),而引起反应方向发生改变。当Ө(氧化剂)-Ө(还原剂)>0.2V时氧化还原反应的方向注意：由上述例题的结果可知，电极反应中有关氧化还原反应的方向[例题]判断反应2Ag++Cu2Ag+Cu2+在标准态和c(Ag+)=0.050molL-1、c(Cu2+)=1.0molL-1的进行方向。Ө(Ag+/Ag)=0.7991V

Ө(Cu2+/Cu)=0.340V解:

查表后知∵

+=Ө(Ag+/Ag),

-=Ө(Cu2+/Cu)∴反应