氧化还原和电极电势

行的方向：2Fe2++Br2
2Fe3++2Br-。
解 首先，将此氧化还原反应拆成两个半反应，
并查出这两个电对的标准电极电势：
Fe3++ e
Fe2+
EΘFe3+ /Fe2+ = + 0.771V
ห้องสมุดไป่ตู้
Br2 + 2e
2Br- EΘBr2 /Br- = + 1.087 V
其次，找出标准电极电势高的电对中的氧化态
氧化还原和电极电势
3
2、电极反应
任何氧化还原反应都可拆分为两个氧化还 原电对的半反应（半电池反应，电极反应）：
Fe3+ + e → Fe2+ Sn2+ → Sn4+ + 2e
氧化还原和电极电势
4
第二节 原电池
一、原电池的概念 二、原电池的组成式 三、电池电动势
氧化还原和电极电势
5
一、原电池的概念
氧化还原和电极电势
13
二、标准电极电势的测定
1、标准氢电极的作用 实际中选定一个标准电极，将其电极电势
定义为零，即可确定其它电极的电极电势。 采用标准氢电极作为基准电极。
氧化还原和电极电势
14
2、标准氢电极的组成
（1）海绵状铂黑作电 极导体；
（2）H2压力维持 100kPa；
（3）H+活度为1 （1.184mol·L-1）；
（4） EθH+/ H2
=0.0000V
氧化还原和电极电势
15
（5）标准氢电极的组成式
标准氢电极的组成式可表示为: Pt，H2（100kPa）∣H＋（a=1）
氧化还原和电极电势
16
3、标准电极电势
（1）定义 处于标准态下的电极的电势称为该电极
的标准电极电势，用符号Eθ表示。 （2）标准态
溶液活度为1 , 或气体压力为100kPa , 液 体和固体为纯净物。
(Br2 )， 和标准电极电势低的电对中的还原态 (Fe2+ )，此二者应是该自发反应的反应物。
故该反应正向（向右）自发进行。
氧化还原和电极电势
19
第四节 影响电极电势的因素—Nernst方程式
一、 Nernst方程式及浓度对EOx/Red及E的影响 标准电极电势：只考虑电极本性的影响，故只
能用于标准态下的氧化还原反应。
氧化还原和电极电势
10
三、电池电动势
1、定义
电池电动势是电池正负极之间的瞬时电势 差。
2、表示
电池电动势 E＝ E+ - EE+ ─ 某时刻正极的电势， E- ─ 某时刻负极的电势。
氧化还原和电极电势
11
第三节 电极电势
一、电极电势的产生
1、电极的双电层结构
+++++ +++++
+++++ +++++
1、定义 原电池是利用氧化还原 反应产生电流的装置。
2、原电池的构成 ⑴电势不同的两个电极； ⑵盐桥； ⑶外电路（检流计）。
氧化还原和电极电势
6
3、特征 正极：氧化剂(Cu2+)被还原，半电池反应为： Cu2+ + 2e → Cu 负极：还原剂(Zn)被氧化，半电池反应为： Zn → Zn 2+ + 2e 电池反应为：
氧化还原和电极电势
17
4、标准电极电势的物理意义： 某电极的EΘ代数值愈小，表示此电对中还
原态物质愈易失去电子，即还原能力愈强，是 较强的还原剂；
若电极的EΘ代数值愈大，表示此电对中氧 化态物质愈易得到电子，即氧化能力愈强，是 较强的氧化剂。
氧化还原和电极电势
18
例6 判断标准状态时下列氧化还原反应自发进
─R─T nF
ln
─[[R─Oe─xd]]ab
氧化还原和电极电势
21
上式─电极电势的Nernst方程式 式中E ─电极电势（V） EΘ ─标准电极电势（V） R ─气体常数(8.314 J·K-1·mol-1) F ─ Faraday常数(96 485 C·mol-1) T ─绝对温度（K） n─电极反应中得（失）电子数（mol） [Ox]a ─电极反应中电对氧化态浓度幂的乘积 [Red]b ─电极反应中电对还原态浓度幂的乘积 电极反应中的固体或纯液体，其活度视为1， 气体的浓度用其分压表示 。
第四章 氧化还原反应与电极电势
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
氧化还原反应的基本概念 原电池 电极电势 影响电极电势的因素 电池电动势的应用
第一节 氧化还原反应的基本概念
一、氧化还原反应 1、定义
元素的氧化值发生了变化的化学反应。 Sn2+ + Fe3+ → Sn4+ + Fe2+
2、特点 （1）存在着氧化剂与还原剂； （2）存在着氧化态与还原态。
ox（氧化态）＋ ne 还原 red（还原态）
氧化
氧化还原和电极电势
2
二、氧化还原电对
ox（氧化态）＋ ne 还原 red（还原态）
氧化
1、电对
Ox + ne → Red 同种元素的氧化态与还原态构成了氧化 还原电对，记作Ox / Red。 如Sn4+/Sn2+ ，Fe3+/Fe2+，一个氧化还原 反应由两个氧化还原电对组成。
Cu2+ + Zn → Cu + Zn 2+
氧化还原和电极电势
7
二、原电池的组成式
1、书写要求
氧化还原和电极电势
8
2、应用示例
[例4]将氧化还原反应 Cu2+ + Zn → Cu + Zn2+
拆成两个半电池反应，并写出电极组成和电池组 成表示式。
解 （1）根据正极发生还原反应，负极发生氧化 反应的原则，拆分此氧化还原反应为两个半电 池反应：
----- -----
-----
---
（a）溶解>沉积
（b）沉积>溶解
图-2 双电层的形成
由于在金属与溶液间的界面处形成双电层结构，电
极电势产生了。
氧化还原和电极电势
12
双电层结构的电极电势为绝对电极电势。
2、影响电极电势的因素
电极电势的大小与
（1）金属的本性；
（2）金属离子的浓度；
（3）温度
有关。
正极反应： Cu2+ + 2e → Cu
负极反应： Zn → Zn 2+ + 2e
氧化还原和电极电势
9
（2）电极组成： 正极： Cu │Cu2+ （c1） 负极： Zn │ Zn 2+ （c2）
（3）电池组成表示式： （-） Zn │ Zn 2+ （c2） ‖ Cu2+ （c1） │ Cu （+）
非标准态下，EOx/Red：考虑电极本性、反应物 浓度、温度以及溶液的酸度等因素。
Nernst方程式：综合了上述影响因素的计算 EOx/Red及E的公式。
氧化还原和电极电势
20
1、电极电势的Nernst方程式
对于任一电极反应
aOx + ne
bRed
其电极电势的Nernst方程式为：
E
=
EΘ
+