【精选】大学化学---氧化还原反应与电化学基础.ppt

第四章氧化还原反应与电化学基础http://www.2345.com/?kfeiluotianxing电池充电(电解池)§4-1原电池及电极电势§4-2能斯特方程§4-3电极电势的应用§4-4电化学技术回顾：氧化还原反应从氧化还原反应到化学电池负极：正极：总反应：负极：正极：总反应：两个电对分别进行如下半反应：Zn2+（aq）+2e－=Zn（s）Cu2+（aq）+2e－=Cu（s）电对的半反应按如下方式书写：氧化态+ne－=还原态n为电极氧化或还原反应式中电子的计量系数。在原电池中阳极（负极）进行的是氧化反应阴极（正极）进行的是还原反应两极进行的总反应叫电池反应。上例：铜锌原电池(丹尼尔电池)：锌电极：Zn(s)-2e＝Zn2＋(aq)……半反应为氧化反应阳极/负极;氢电极：2H＋(aq)＋2e＝H2(g)……半反应为还原反应阴极/正极；电池反应：Zn(s)＋2H＋(aq)＝Zn2＋(aq)＋H2(g)原电池电极反应1.第一类电极是由金属或吸附了某种气体的惰性金属电极放在含有该元素离子的溶液中构成的。它又分成两种：1）金属-该金属离子电极。如铜电极Cu2+|Cu锌电极Zn2+|Zn和镍电极Ｎi2+|Ni等。2）气体-离子电极。如氢电极PtH2|H+、氯电极PtCl2|Cl-等。这种电极需要惰性电极材料（一般为Pt和石墨）担负输送电子的任务。其电极反应为2H+（aq）+2e－=H2（g）2Cl（g）+2e－=2Cl－（aq）第二类电极1）金属-难溶盐电极。这是在金属上覆盖一层该金属的难溶盐并把它浸入含有该难溶盐对应负离子的溶液中构成的。如甘汞电极Pt|Hg|Hg2Cl2；银-氯化银电极Ag|AgClCl-其电极反应分别为Hg2Cl2（s）+2e－=2Hg（l）+2Cl－（aq）AgCl（s）+e－=Ag（s）+Cl－（aq）2）金属-难溶氧化物电极。如锑-氧化锑电极Sb|Sb2O3H+H2O电极反应为Sb2O3（s）+6H++6e－=2Sb（s）+3H2O（l）第三类电极电极极板为惰性导电材料起输送电子的作用。参加电极反应的物质存在于溶液中。如Pt|Fe3+Fe2+；Pt|Cr2O72+Cr3+；Pt|MnO4Mn2+H+电极等。近年来出现的新型绿色电池——锂离子电池锂离子电池又称摇椅电池（因为电池中的锂离子往返于两极之间而得名）。锂离子电池的正极（阴极）由钴酸锂（LiCoO2）组成负极由嵌入锂离子的石墨组成（即是由石墨层间化合物组成的电极）。二、电极电势“φ”二、电极电势“φ”二、电极电势“φ”参比电极氢电极使用不方便用有确定电极电势的电极作二级标准电极。如以下的两种常用参比电极：二、电极电势“φ”还原电势：以氢电极为负极条件下附录10例测得25℃时如下电极的标准电极电势：还原电势：以氢电极为负极条件下附录10例测得25℃时如下电极的标准电极电势：对同一电对而言氧化型的氧化性越强还原型的还原性就越弱反之亦然。一、电池反应的ΔrGm与电动势E的关系该式提供了反应的热力学函数变(ΔG)的电化学测量方法。其结果比量热测量更准确。二、电动势及电极电势与浓度的关系同理对于电极：应注意：当电极反应中含配平的H+、OH-等离子时Nernst方程中应有体现。如：例4-1、计算25℃时在c(Mn2+)＝1.0mol·dm-3及c(H+)＝10mol·dm-3的酸性溶液中电对MnO2/Mn2+的电极电势。沉淀的生成对电极电势的影响解氧化型形成沉淀θ↓还原型形成沉淀θ↑氧化型和还原型都形成沉淀看二者的相对大小。浓差电池（Concentrationcell）一、确定金属的活动性顺序二、计算原电池的电动势三、判断氧化剂和还原剂的相对强弱四、判断氧化还原反应进行的方向五、选择合适的氧化剂和还原剂六、判断氧化还原反应进行的次序七、求平衡常数（包括溶度积常数及弱酸、碱电离常数）八、估计反应进行的程度九、求溶液的pH十、配平氧化还原反应方程式一、确定金属的活动性顺序二、计算原电池的电动势三、