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电极电势的应用
发布时间:2019-10-01 06:44    文章作者:澳门葡京现场

  第二节 电极电势的应用 一、比较氧化剂和还原剂的相对强弱 电对的 ? 值越大,表示电对中氧化态 θ 物质的氧化能力越强,是强氧化剂;其 相应的共轭还原态物质的还原能力越弱, θ ? 是弱的还原剂。反之, 值越小,表示 电对中还原态物质的还原能力越强,是 强还原剂;其相应的共轭氧化态物质的 氧化能力越弱,是弱的氧化剂。 从电极电势来看,氧化态物质的 氧化能力从上到下逐渐增强,还原 态的还原能力从下到上逐渐增强。 即Li是最强的还原剂,Li+是最弱 的氧化剂;F2是最强的氧化剂,F则是最弱的还原剂。 二、判断氧化还原反应进行的方向 方向:较强的氧化剂与较强的还原剂作用, 生成较弱的还原剂与较弱的氧化剂。位于 第二纵行左下方的氧化剂可以氧化其右上 方的还原剂;同样位于右上方的还原剂可 以还原其左下方的氧化剂。而且氧化剂和 还原剂在表中的位置相隔越远,它们之间 的得失电子自发反应趋势越大。 例3-7判断标准态下反应 Fe+Cu2+ ? Fe2++Cu自发进行的 方向 解:查表知 Fe2++2e ? Fe θ ? =-0.447V Cu2++2e ? Cu θ ? =0.3419V E ? ? ?? θ θ ? θ ? ?? θ Cu 2? /Cu ?? θ Fe 2? /Fe =0.3419-(-0.447) =0.7889V θ θ 因为 ?Cu 2? /Cu ? ?Fe2? /Fe 所以电对 Cu2+/Cu为正极,发生还原反应; 电对Fe2+/Fe为负极,发生氧化反应。 故反应正向自发进行 例3-8 判断下列反应在298.15K时自发进 行的方向。 Pb2+(0.001mol· L-1)+Sn=Pb+Sn2+(0.100mol· L-1) 解:查表知 Pb2++2e ? Pb ? θ =-0.1262V Sn2+2e ? Sn ? =-0.1375V θ 由于是非标准态下的反应,需根据Nemst方程 式计算非标准态下电对的? 值,才能进行判 断: 因为 ? θ Sn 2? /Sn ?? θ Pb 2? /Pb 所以电对 Sn2+/Sn为正极,发生还原 反应; 电对Pb2+/Pb为负极,发生氧化 反应。故反应按所写方程式逆向 进行。 三、判断氧化还原反应进行的程度 例:3-9判断反应 Zn+Cu2+ ? Zn2++Cu在298.15K时进行的程度。 解:根据Nermst方程 反应开始时,由于 ? θ Cu 2? /Cu ?? θ Zn2? /Zn 故反应能正向进行。但随着反应的进行, [Cu2+]不断降低,[Zn2+]不断升高, 从而使 ? θ Cu 2? /Cu 不断降低, ? θ Zn2? /Zn 不断 时, 升高,当达到 ? θ Cu 2? /Cu ?? θ Zn2? /Zn 反应即达到平衡,此时: [Zn2+]/[Cu2+]的比值就是此反 应的平衡常数。由于数值很大,说 明此反应进行得很彻底。根据上面 计算,可以导出利用标准电极电势 来计算平衡常数K值公式: 式中: ? θ氧:反应中氧化剂电对的 标准电极电势; ? θ 还:反应中还原剂电对的 标准电极电势; n:反应中转移的电子数 由上式可以看出,两个电对的? θ值相差越 大,平衡常数K值也越大,反应进行的越 彻底。计算表明,对于n=2的反应 ? 差 值为0.2V时,或者当n=1, ? 差值为0.4V θ θ 时,均有k>106,此平衡常数己较大, 可以认为反应进行已相当完全。 例:3-10判断反应Sn+Pb2+ ? Sn2++Pb 在298.15K时进行的程度。


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