电化学与金属腐蚀PPT课件.ppt

第四章电化学与金属腐蚀4.1原电池负极(cathode)：电子流出，氧化反应电极：组成原电池的导体金属导体如Cu、Zn(参与电极反应)惰性导体如Pt、石墨棒(不参与电极反应)电极类型(Thevarioustypesofelectrodes)●金属-金属难溶盐电极纯液体、固体和气体写在惰性电极一边用“，”分开例：将下列反应设计成原电池并以原电池符号表示例：将下列反应设计成原电池并以原电池符号表示4.1.2原电池的热力学ΔrGm=w'max=-QE=-nFE4.2.1电极电势(ElectrodePotential)电极电势(Eox/Red)：金属与其盐溶液间的双电层所产生的电势差2.电极电势的测定标准氢电极标准电极电势的测定(–)Pt，H2(p)|H+(1.0mol·dm-3)||Cu2+(1.0mol·dm-3)|Cu(+)●θ(Ox/Red)代数值越大，正向半反应进行的倾向越大，即氧化型的氧化性越强；θ(Ox/Red)代数值越小,正向半反应进行的倾向越小,或者说逆向半反应进行的倾向越大，即还原型的还原性越强。表中的最强氧化剂和还原剂分别为F2和Li。●一些电对的q与介质的酸碱性有关,因此有表和表之分。若电池反应处于标准态：电极电势与浓度、温度的定量关系：说明：MnO4–+8H++5eMn2++4H2O1.浓度或分压对电极电势的影响例：已知E(Fe3+/Fe2+)=0.771V，求c(Fe3+)=1.0mol·dm-3，c(Fe2+)=1.010-3mol·dm-3时的E(Fe3+/Fe2+)=？例：已知E(Br2/Br-)=1.065V，求c(Br-)=1.010-2mol·dm-3时的E(Br2/Br-)=？(2)沉淀的生成对电极电势的影响解：电极反应为：Ag++eAgAgCl(s)+eAg(s)+Cl–例：已知E(Fe3+/Fe2+)=0.771V，若在Fe3+和Fe2+组成的半电池中加入NaOH，达到平衡时保持c(OH–)=1.0mol·dm-3，求E(Fe3+/Fe2+)=?E(Fe(OH)3/Fe(OH)2)=?已知Ksp(Fe(OH)3)=2.810-39Ksp(Fe(OH)2)=4.8610-17解：电极反应为：Fe3++eFe2+Fe(OH)3(s)+eFe(OH)2(s)+OH(aq)氧化型和还原型都形成沉淀，看二者的相对大小练习：已知25°C时AgBr(s)的Ksp=4.8810-13，E(Ag+/Ag)=0.799V试求25°C时：Ag—AgBr电极的标准电极电势；(3)弱电解质的生成对电极电势的影响解：电极反应为：2H++2eH22HAc(aq)+2eH2(g)+2Ac(aq)练习：用S+2eS2–的标准电极电势和H2S的电离常数计算S+2H++2eH2S的标准电极电势。2.介质的酸碱性对电极电势的影响当pH=14时，即c(H+)=1.010-14mol·dm-34.2.2电极电势的应用E小的电对对应的还原态物质的还原性强E大的电对对应的氧化态物质的氧化性强2计算原电池的电动势3判断氧化还原反应进行的方向例：判断在酸性溶液中H2O2与Fe2+混合时，能否发生氧化还原反应？若能反应，写出反应方程式。H2O2与Fe2+能发生反应故该反应在标准态下不能向右进行(2)浓HCl中，c(H+)=c(Cl–)=12mol·dm-3练习：4判断氧化还原反应进行的限度例：求反应2MnO4－+5H2C2O4+6H+10CO2+2Mn2++8H2O的平衡常数K。练习：根据E值计算下列反应的平衡常数，并比较反应进行的程度。Fe3++AgFe2++Ag+6Fe2++Cr2O72–+14H+6Fe3++Cr3++7H2O(3)2Fe3++Br–2Fe2++Br25判断氧化还原反应进行的次序6选择氧化剂和还原剂解：查表得：7与弱电解质的电离平衡常数及难溶电解质的溶度积常数之间的换算例：已知E(Ag2S/Ag)=-0.657V，E(Ag＋/Ag)=0.799V，求Ksp(Ag2S)4.3元素标准电势图及其应用元素电势图的应用：判断歧化(dismutration)反应能否发生计算电对的未知电极电势求：(1)(2)判断哪些物种可以歧化？(3)Br2(l)和NaOH混合后最稳定的产物是什么？解：(1)所以Br2、BrO–可以歧化。因BrO–能歧化、不稳定，故Br2(l)和NaOH混合后最稳定的产物是BrO3–和Br–练习：从磷元素的电极电势图：计算电对P4—PH3的标准电极电势。解释和推测元素的氧化还原特性4.4电解分解电压产生的原因：两极反应产物所构成原电池的放电。负极(阴极)：2H＋＋2e－＝H2正极(阳极)：2OH－＝1/2O2＋H2O＋2e－产生的H2及O2构成了氢氧原电池：P