电极电势有何用处? §4-3氧化还原反应的方向 首先 1、由电极电势判断原电池的正、负极 计算电池电动势 任意两个电极→两个半电池 盐桥连接→原电池 电势较低者为负极;较高者为正极 因此,电动势 E=?+)-9 其中,各如果在非标准态下,由 Nernst方程计算
电极电势有何用处？ §4-3 氧化还原反应的方向 首先 • 1、由电极电势判断原电池的正、负极 计算电池电动势 • 任意两个电极 ➔ 两个半电池 • 盐桥连接 ➔ 原电池 电势较低者为 负极；较高者为 正极 • 因此，电动势: E=(+) –(-) • 其中，各如果在非标准态下，由Nernst方程计算
例:由AgAg(m2=00)和PbPb2(m=10)电极装成原 电池,判断正、负极,计算电动势 解:对于 AgAg(m=0.0 电极反应 由 Nernst方程得 0.059 Ag /AgAg/Ag 12m,、(Ag) 0.7996-0.118 0.6816(V) 对于PbPb2(mr=1.0 电极反应:Pb2++2e=Pb Pb/pb PPb-0.1262(V) 因此,Ag+Ag为正极,Pb2+Pb为负极 电动势:E=+9)=06816-(-0.1262)=0.8078(V)
• 例：由Ag|Ag+ (mr =0.01) 和 Pb|Pb2+ (mr =1.0) 电极装成原 电池，判断正、负极，计算电动势 • 解：对于Ag|Ag+ (mr =0.01) • 电极反应： Ag+ + e == Ag • 由 Nernst方程得： lg (Ag ) 1 0.059 A g /Ag A g /Ag + + = + + mr 0.6816(V) 0.7996 0.118 = = − • 对于Pb|Pb2+(mr=1.0) • 电极反应： Pb2+ + 2e == Pb • 因此，Ag+ /Ag 为正极，Pb2+ /Pb 为负极 • 电动势：E =(+)–(-) = 0.6816 – (–0.1262) = 0.8078 (V) 0.1262 (V) P b /Pb P b /Pb 2+ = 2+ = −
2、判断氧化剂、还原剂的相对强弱 前知:a,电对中还原态物质的还原性(失e)强,M活泼 0↑,电对中氧化态物质的氧化性强,得e能力强 如:pn2+an=-0.7618V,o0cu2+c=0.3419V 还原剂有Zn和Cu;氧化剂有Cu2和Zn2 因此,Zn的还原性比Cu强;Cu2+的氧化性比Zn2+强 也因此,Cu2++Zn=Cu+Zn2+是自动进行的 又如:MOMn2(.507)>FeFe2(0.77)>Cu2+Cu03419) Fe升是比Cu2强的氧化剂,但却是比MnO4弱的氧化剂 利用:强氧化剂+强还原剂自动)→弱氧化剂+弱还原剂 3、确定氧化还原反应的方向 强氧化剂(易得e)+强还原剂易失e)=弱氧化剂+弱还原剂? 我们知道,ΔG是反应可做有用功原电池即电功的量度
• 2、判断氧化剂、还原剂的相对强弱： • 前知：, 电对中还原态物质的还原性(失e)强, M活泼 • , 电对中氧化态物质的氧化性强，得e能力强 如： Zn2+/Zn= – 0.7618 V, Cu2+/Cu= 0.3419 V • 还原剂有 Zn 和Cu; 氧化剂有Cu2+ 和Zn2+ • 因此，Zn的还原性比Cu强；Cu2+ 的氧化性比 Zn2+强 • 也因此，Cu2+ + Zn == Cu + Zn2+ 是自动进行的 • 又如：MnO4 - /Mn2+ (1.507) > Fe3+ /Fe2+ (0.771) > Cu2+ /Cu(0.3419) • Fe3+是比Cu2+强的氧化剂，但却是比MnO4 -弱的氧化剂 利用：强氧化剂 + 强还原剂(自动) → 弱氧化剂 + 弱还原剂 • 3、确定氧化还原反应的方向 • 强氧化剂(易得e) + 强还原剂(易失e) == 弱氧化剂 + 弱还原剂 ? • 我们知道，rG是反应可做有用功(原电池即电功)的量度
电功=qE=mFE=-△G △G减小Y(-△G自动进行可对外作功 △G=-nFE E >0不自发0 即要求 氧化剂所在电对的>还原剂所在电对的q(E>0)或 氧化剂所在电对的q9还原剂所在电对的q?(EO>0 例:用q判断:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCI 能否自动进行(正向) 解:[法:在反应物中确定氧化剂、还原剂再用学判断 氧化剂是否的确较强,还原剂是否也较强
电功 = q·E = nFE = –rG rG减小(–rG)自动进行, 可对外作功 rG = – nFE E > 0 不自发 0 因此,可以直接用E 符号判断反应方向 即要求 • 氧化剂所在电对的 > 还原剂所在电对的 (E>0) 或 • 氧化剂所在电对的 >还原剂所在电对的 (E >0) • 例：用判断：2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2 能否自动进行(正向) • 解：[方法: 在反应物中确定氧化剂、还原剂; 再用 判断： 氧化剂是否的确较强，还原剂是否也较强]
2FeCl Cu=-2FeCl Cucl 由反应式可见,Fe3是氧化剂,Cu是还原剂 由于p(Fe3+/Fe2)=0.771V>o(Cu2+/Cu=0.3419V 因此,Fe3是比Cu2更强的氧化剂,Cu是比Fe2更强的 还原剂,电池电动势E0>0,反应(正向)自发 反之,则逆向自发 又如 Sn4+2Fe2+==Sn2++2Fe3+ (Sn4/Sn2+)=0.1510/<0) 用 Nernst方程计算 习题:2,4,8,10,11
• 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2 • 由反应式可见，Fe3+是氧化剂，Cu是还原剂 • 由于 (Fe3+/Fe2+)= 0.771 V > (Cu2+/Cu)= 0.3419 V • 因此，Fe3+是比Cu2+更强的氧化剂，Cu是比Fe2+更强的 还原剂，电池电动势E > 0，反应(正向)自发 • 反之，则逆向自发 • 又如 Sn4+ + 2Fe2+ == Sn2+ + 2Fe3+ (Sn4+/Sn2+)=0.151 0/<0) 用Nernst方程计算 习题：2, 4, 8, 10, 11
