基础化学：第八章 电极电位.ppt

,基础化学,省精品课程,药学院化学教研室,第八,章,电极电位,Electrode Potential,第一节 原电池,第二节 电极电位,第三节 能斯特方程式及影响电极电位的因素,第四节 电极电位和电池电动势的应用,第五节化学电池和化学传感器*,(,自学,),第八,章,电极电位,第一节 原电池,(,primary cell,),：,将化学能转变成电能的装置。,Zn+Cu,2+,Cu+Zn,2+,一、,(,原,),电池的概念,Cu-Zn,原电池（,Daniell,电池）,3,、,导线中有,电流,产生。,电流从,Cu,流向,Zn,，,电子从,Zn,流向,Cu,。,2,、,Cu,片上有新的单质,Cu,沉积,;,1,、,Zn,片,溶解,;,盐桥,Zn,半电池,Cu,半电池,(,电极,),一、原电池的概念,一充满饱和,KCl,溶液和琼脂制成的凝胶的,U,形管。,保证溶液的电中性，消除液接电位差。,作用：,盐桥：,通过,K,+,和,C1,-,向两,溶液,扩散构成电流通路；,二、电极反应与电池反应,电池反应,(cell reaction):,Cu-Zn,原电池（,Daniell,电池）,锌电极：放出电子为,负极,(cathode),。,铜电极：,接受电子为,正极,(anode),。,正极反应,:Cu,2+,+2 e,-,Cu(,还原反应,),负极反应,:Zn,2 e,-,Zn,2+,(,氧化反应,),半电池反应,(half-cell reaction),Zn+Cu,2+,Cu+Zn,2+,二、电极反应与电池反应,氧化还原与氧化值,定义,:,是该元素一个原子的,表观荷电数,，这种荷电数是将成键电子指定给,电负性,较大的原子而求得的。,氧化值,(oxidation number,，,或称作,氧化数,):,电负性,:,原子在分子中吸引电子能力的相对大小。,电负性较大,:,吸引电子能力强。,例：,NH,3,中，,N,的氧化值是,-3,，,H,的氧化值是,+1,。,氧化值,元素氧化值,计算规则：,2.,在电中性的化合物中，所有元素的氧化值之和为零。,3.,单原子离子，元素氧化值等于离子电荷数。,氧一般为,-2,1.,单质中元素的氧化值为,零,。,多原子离子，所有元素的氧化值之和等于离子的电荷数。,如,C1,-,-l,；,Mg,2+,+2,如,F,2,、,O,2,、,C1,2,、,Cu,如,H,2,SO,4,如,SO,4,2-,-2,氢一般为,+l,NaH,、,CaH,2,-1,OF,2,+2,-1/2,KO,2,-1,H,2,O,2,5.,卤素,NaF,-1,ClO,2,+4,BrCl,-1,+l,4.,在化合物中,计算下列物质中以,红色,标注的元素氧化值：,Na,2,O,2,过氧化钠、,K,2,Mn,O,4,锰酸钾、,Mn,O,2,、,K,O,2,超氧化钾,、,Fe,3,O,4,、,Na,2,S,4,O,6,连四硫酸钠,课堂练习,-1,+6,-1/2,+4,+8/3,+5/2,氧化值,氧化还原反应,氧化,(oxidation),：,元素氧化值升高的过程,。,还原,(reduction),：,元素氧化值降低的过程,。,氧化还原反应的,特征,：,元素氧化值发生改变。,失去电子,本质：电子的得失或转移。,Cu,2+,+Zn,=,Cu+Zn,2+,-2e,-,+2e,-,+2,0,+2,0,Zn:,Cu,2+,:,还原剂,失去电子,发生氧化反应,氧化剂,得到电子,发生还原反应,得到电子,氧化还原反应,任何氧化还原反应都可拆成两个,半反应,(half-reaction),Zn+Cu,2+,Cu+Zn,2+,Cu,2+,+2 e,-,Cu,还原反应,Zn,2 e,-,Zn,2+,氧化反应,Cu,2+,/Cu,、,Zn,2+,/Zn,氧化还原电对,：同一元素不同氧化值的两种物质,电对中,氧化值较高,的称作,氧化型,(,oxidation state,),物质；,氧化值较低的称作,还原型,(,reduction state,),物质。,书写：,氧化型,/,还原型,脱离具体反应,Cu,2+,+2e,-,Cu,氧化型,/,还原型之间因,电子得失,存在,“共轭关系”,一种元素的,氧化型,的氧化性越,强,，越易得电子，,其共轭的,还原型,的还原性就越,弱,，越不易失去电子；,反之，亦然。,a,氧化型,+,n,e,-,b,还原型,aOx,+,n,e,-,bRed,氧化还原反应,n,为反应中转移的电子数目。,Cu,2+,+Zn,=,Cu+Zn,2+,还原性,Zn Cu,，,氧化性,Zn,2+,Cu,2+,三、电极组成式和电极类型,1.,金属金属离子电极,如银电极,电极类型,：,电极组成式,Ag(s,)|,Ag,+,(,c,),电极反应,Ag,+,+e,-,Ag,2.,非金属,(,气体,),电极,电极组成式,Pt(s,),H,2,(,p,)|,H,+,(,c,),由,非金属,和相应离子的溶液组成。,氢电极,电极反应,2H,+,+2 e,-,H,2,(,溶液和导电体放两边,),三、电极组成式和电极类型,4.,氧化还原电极,由同一元素的两种不同氧化值的离子的溶液构成。,如将,Pt,惰性电极板,(,或石墨,),插入含有,Fe,3+,及,Fe,2+,的溶液中,电极反应,Fe,3+,+e,-,Fe,2+,电极组成式,Fe,3+,(,c,1,),Fe,2+,(,c,2,)|Pt(s),3.,金属金属难溶盐电极,金属金属难溶氧化物,电极,氯化银电极,是将,Ag,丝上涂有,AgCl,，,然后浸到一定浓度的盐酸溶液中。,电极组成式,C1,-,(,c,),|,AgCl(s,),Ag(s),电极反应,AgCl,+e,-,Ag+C1,-,电极组成式,C1,-,(,c,),|Ag(s),AgCl,(s),三、电极组成式和电极类型,气体、液体、固体,与溶液之间的界面用“”分开；,同一相中的不同物质之间，以及电极中的其它相界面用“,”,分开；,当气体或液体不能直接和普通导线相连时，应以不活泼的惰性导体,(,如,铂,),作电极板起导电作用；,纯气体、液体和固体，应标出其物理状态并紧靠电极板,(,溶液和,导体,放两边,),；,C1,-,(,c,)|,AgCl(s,),Ag(s,),溶液注明,浓度,，若为气体应标注,分压,(,单位,kPa,),。,电极表示,规定：,a.,界面分隔,b.,导体,c.,顺序,d.,状态、浓度,四、电池组成式,负极,“,(-),”,在,左,边，正极,“,(+),”,右,；,铜锌原电池：,(,)Zn(s)|Zn,2+,(1 molL,-1,),Cu,2+,(1 molL,-1,)|Cu(s)(+),当浓度为,1 molL,-1,时可不标注,原电池的符号,导体写在两侧。,半电池间是盐桥“,”,；,四、电池组成式（例题,1,）,还原反应,:,Cl,2,+2e,-,2Cl,-,氧化反应,:,Fe,2+,-e,-,Fe,3+,|,|Cl,2,(,100kPa,),Cl,-,(,c,3,),Pt(+),Fe,2+,(,c,1,),Fe,3+,(,c,2,),(-),Pt|,解:,将反应,:2Fe,2+,(,c,1,)+Cl,2,(100kPa)2Fe,3+,(,c,2,)+2Cl,-,(,c,3,),设计成原电池,并写出电池符号.,正极,负极,正极,Cr,2,O,7,2,-,+14H,+,+6e,-,2Cr,3+,+7H,2,O,(-)Pt,Cl,2,(,p,)|,Cl,-,(,c,2,),Cr,2,O,7,2,-,(,c,1,),Cr,3+,(,c,4,),H,+,(,c,3,)|Pt(+),四、电池组成式（例题,2,）,例,将下列氧化还原反应拆成两个半电池反应，并写出电极组成和电池组成式。,Cr,2,O,7,2,-,(,c,1,),+6Cl,-,(,c,2,),+14H,+,(,c,3,),2Cr,3+,(,c,4,),+3Cl,2,(,p,),+7H,2,O,解:,负极,6Cl,-,-6e,-,3Cl,2,正极,Cr,2,O,7,2,-,(,c,1,),Cr,3+,(,c,4,),H,+,(,c,3,)|Pt(s),负极,Cl,-,(,c,2,)|Cl,2,(,p,),Pt(s),（溶剂水不用写）,正极,Ag,+,+e,-,Ag(s),(-),Ag(s),AgCl,(s),|,Cl,-,(,c,1,),Ag,+,(,c,2,),|,Ag,(+),四、电池组成式（例题,3,）,例,已知反应,Ag,+,+,Cl,-,AgCl(s,),，试,将该反应组成一原电池，写出电池组成式。,解:,负极,Ag(s)+,Cl,-,-e,-,AgCl,(s),Ag(s),+Ag,+,+,Cl,-,AgCl,(s)+,Ag(s),习题,已知原电池组成为,:,(-)Pt,O,2,(,p,)|H,2,O,2,H,+,MnO,4,-,Mn,2+,H,+,|Pt(+),写出其电池反应的反应式,.,解,:,正极还原,:,MnO,4,-,+8H,+,+5e=Mn,2+,+4H,2,O,负极氧化,:,H,2,O,2,2e=2H,+,+O,2,正负极相加后消去电子,得电池反应式,:,2MnO,4,-,+5H,2,O,2,+6H,+,=2Mn,2+,+8H,2,O+5O,2,2,5,五、电池电动势,(,electromotive force,),E,+,-,+,：,正极的,电极电位,-,：,负极的电极电位,在电流强度趋近于零时测定,E,溶解,沉积,M,（,s,）,M,n,+,(aq,)+,n,e,-,电极电位,溶解沉积,第二节 电极电位,一、电极电位,(electrode potential),的产生,绝对值无法测定；,的电位差,平衡电学性质，,大小和正负与本性、温度、离子浓度有关。,溶解沉积,双电层,(,指刚插入时,),（一）,标准氢电极,(,standard hydrogen electrode,简记为,SHE,),二、电极电位的测定,标准氢电极组成为,H,+,(1molL,-1,)|H,2,(100kPa),Pt,=0 V,2H,(1molL,-1,)2e,-,H,2,(g，100kPa),任意温度下：,(,二,),电极电位的测定,(-),标准氢电极,待测电极,(+),二、电极电位的测定,E,+,-,+,(,待测,),E,(-)Pt,H,(100kPa)|H,+,(1molL,-,)Cu,2+,(1molL,-,)|Cu(+),+,(,Cu,2+,/Cu,)=,0.341 9 V,+,(,Zn,2+,/Zn,)=,-0.7618 V,三、标准电极电位表,-2.71,-0.761 8,-0.126 2,0.000 00,0.222 33,0.341 9,0.535 5,0.695,0.771,0.799 6,1.066,1.232,1.358 27,1.507,Na,+,+e,-,Na,Zn,2+,+2e,-,Zn,Pb,2+,+2e,-,Pb,2H,+,+2e,-,H,2,AgCl,+e,-,Ag+Cl,-,Cu,2+,+2e,-,Cu,I,2,+2e,-,2I,-,O,2,+2H,+,+2e,-,H,2,O,2,Fe,3+,+e,-,Fe,2+,Ag,+,+e,-,Ag,Br,2,(l)+2e,-,2Br,-,Cr,2,O,7,2-,+14H,+,+6e,-,2Cr,3+,+7H,2,O,Cl,2,+2e,-,2Cl,-,MnO,4,-,+8H,+,+5e,-,Mn,2+,+4H,2,O,/V,半反应,还原型的还原能力增强,氧化型的氧化能力增强,315,页附录,标准电极电位表（说明,）,1.,表中数据是以标准氢电极,=0V,为标准测出的相对数值；,2.,表中各物质均处于热力学,标准状态,；,3.,电极反应用,Ox+,n,e,-,Red,表示,(,还原电位,),但并不表示该电极一定作正极；,4.,标准电极电位,反映了氧化还原电对得失电子的倾向,;,是,平衡电学性质,与物质的量无关，也,与反应方程式的书写无关。,5.,标准电极电位,是在,水溶液,中测定的，它不适用于非水溶剂系统及高温下的固相间的反应。,如Fe,3+,+e,-,Fe,2+,=0.771 V,Fe,2+,Fe,3+,+e,-,2Fe,3+,+2e,-,2Fe,2+,=0.771V,，,而不是,-0.771 V,。,=0.771 V,与本性、温度有关。,6.,测定温度,298.15K,，其它温度可参考使用。,电极电位的应用,1.,比较氧化剂、还原剂的强弱,值越高，电对中的,氧化型,氧化能力,愈强,；,值愈低，电对中的,还原型,还原能力,愈强,。,水溶液中,Li,是最强的还原剂,，,F,2,是最强的氧化剂。,2.,判断,氧化还原反应,的方向,强氧化剂,l,+,强还原剂,2,弱还原剂,1,+,弱氧化剂,2,值低的还原型,值高的氧化型,例：判断标准态下反应,2Fe,2+,+I,2,2Fe,3+,+2I,-,自发进行的方向。,按照,由小到大,的次序排列,解：,Fe,3+,+e,-,Fe,2+,=0.771 V,I,2,+2e,-,2I,-,=0.535 5 V,反应方向：,2Fe,3+,+2I,-,=,2Fe,2+,+I,2,（,1,）,（,2,）,反应方向：,左下,（强氧化剂）,+,右上,（强还原剂）,对角线规则：,Fe,3+,是较,强氧化剂,I,-,是较,强还原剂,按反应式,E,=,+,-,0.5355V-0.771V,0,反应逆向进行,查表,电极电位的应用,总结,值,与反应方程式的写法无关,值高的氧化型与,值低的还原型自发反应,值高氧化型,强,一个溶液,(,电极,),只有一个,值,例题,1.,已知下列反应在标准状态下自发进行，,2Fe,3+,+Cu=2 Fe,2+,+Cu,2+,；,Sn,2+,+Cu,2+,=,Sn,4+,+Cu,且,(Cu,2+,/Cu)=a,(Sn,4+,/Sn,2+,)=b,(Fe,3+,/Fe,2+,)=c,则正确的是,a,b,c B.a,b,c C.c,a,b D.b,a,c,2.,已知电对,(Cr,3+,/Cr,2+,)=-0.407V,(H,2,O,2,/H,2,O)=1.776V,，,(Mn,2+,/Mn)=-1.185V,，,则最强的氧化剂和最强的还原剂是,A,、,Cr,3+,，,Mn,B,、,H,2,O,2,，,Mn,C,、,Cr,2+,，,Mn,2+,D,、,Mn,2+,，,H,2,O,第三节 能斯特方程式及影响电极电位的因素,(Ox/Red)=,(Ox/Red)+,一、,能斯特方程式,(Nernst equation),任意电极反应,a,Ox,+,n,e,-,b,Red,c,(Ox),，,c,(Red),，,表示氧化型、还原型物质,(,浓度,),对标准状态,(,c,=1,mo1L,-1,),的,相对值,。,R,：8.314 Jmo1,-1,K,-1,F,：,Faraday,常数,(9.648510,4,Cmo1,-1,),n,：,电极反应中转移的电子数,T,：,热力学温度（,K,）,一、,能斯特方程式,T,=298.15K,说明,:,温度一定，,c,(Ox),愈大,，,(Ox/Red),值愈大，氧化型的,氧化能力越强,；,c,(Red),愈大，,(Ox/Red),值愈小，,还原型的还原能力越强,。,(Ox/Red),大小主要决定于体现电极本性的,(Ox/Red),。,应用能斯特方程式时应注意,氧化型、还原型物质若是,固体,，如,Cu(s),，,AgCl(s,),等；或纯,液体,，如,Br,2,(l),、,Hg(l),等，或,溶剂,如,H,2,O,，浓度项等于,1,，,不列入,方程式中,;,Pb,2+,+2e,-,Pb(s,),Br,2,(l)+2e,-,2Br,-,2H,+,(aq),+2e,-,H,2,(g),(2),气体,，浓度项用相对分压,p/p,表示,;,应用能斯特方程式时应注意,(3),Ox,包括电极反应氧化型一侧所有物质，,Red,包括反应式还原型一侧所有物质。（若有,H,+,、,OH,-,或,Cl,-,等,介质,参加电极反应，其浓度,必须写,入,Nernst,方程式中。）,Cr,2,O,7,2-,(aq),+14H,+,(aq),+6e,-,2Cr,3+,(aq),+7H,2,O(l),(Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,)=,(Cr,2,O,7,2-,/Cr,3+,)+,(,AgCl,/Ag)=,(,AgCl,/Ag)-0.0592,lg,c,(,Cl,-,),AgCl,(s)+e,-,Ag(s)+C1,-,(aq),思考：要增大,Cr,2,O,7,2-,的氧化性可采用哪些措施？,a,Ox,+,n,e,-,b,Red,说明：,(Ox/Red),大小主要决定于,(Ox/Red),。,c,(,Ox,),愈大,值愈大,氧化型的,氧化性越强,；,思考：用导线连接（,1,）和（,2,）两个电极，是否有电流产生？,例,将锌片浸入含有,0.01molL,或,4.0,molL,的,Zn,2+,溶液中，计算,298K,时锌电极的,为多少？,能斯特方程式,(,应用,),Zn,2+,+2e,-,Zn(s),解：,(,Zn,2+,/,Zn,),=-0.7618V,（,1,）,=-0.821V,（,2,）,=-0.7440V,二、溶液酸度对电极电位的影响,例,高锰酸钾在,pH=6,和,pH=0,两种情况下，哪个,大？,(,其他物质都处于标准状态,),=1.507 (0.0592,8 5),6,=0.939(V),MnO,4,-,+8H,+,+5e,-,Mn,2+,+4H,2,O(l),1.507V,解,:,(,MnO,4,-,/Mn,2+,),=,(,MnO,4,-,/Mn,2+,),+,=,1.507,+(0.0592/5)lg,c,8,(H,+,),=1.507 (0.0592,8 5)pH,（,1,）,pH=6,（,2,）,pH=0,1.507V,说明,:,若有,H,+,、,OH,-,等介质参加电极反应，酸度对,影响较大。,酸度升高,含氧酸盐中氧化型物质的,氧化能力增强,;,三、生成难溶电解质对电极电位的影响,=0.7996+0.0592,lg,（,1.7710,-10,）,例,在标准银电极中加入,NaCl,并维持,C1,-,浓度为,1 mo1L,-1,，,达到沉淀溶解平衡时，,(,Ag,+,/Ag),=,？（,AgCl,:,K,sp,=1.7710,-10,）,Ag,+,+e,-,Ag,(s),解：,(,Ag,+,/,Ag,),=0.7996V,Ag,+,=,K,sp,(AgCl,)/C1,-,=,1.7710,-10,AgCl(s,)Ag,+,(,aq,)+C1,-,(aq),(,Ag,+,/Ag,),=,(,Ag,+,/Ag,)+,0.0592,lg,c,(Ag,+,),=0.2223(V),AgCl,+e,-,Ag+,Cl,-,=,(,AgCl,/Ag,),1 mo1L,-1,例,在标准氢电极中加入固体,NaAc,形成,HAc,使,Ac,-,浓度维持,1 mo1L,-1,，,H2,的分压维持不变，,=,？,(,HAc,的,p,K,a,=4.76),四、形成难解离物质对电极电位的影响,2H,+,+2e,-,H,2,（g）,解：,(,H,+,/H,2,),0V,(,H,+,/H,2,),=,(,H,+,/H,2,),+(0.0592/2)lg,=-0.0592pH,pH=,p,K,a,+,lg,=,p,K,a,+,lg,=,p,K,a,4.76,(,H,+,/H,2,),-0.282(V),第四节 电极电位和电池电动势的应用,一、判断氧化还原反应进行的方向,（未知其自发进行方向的氧化还原反应方程式设计成的原电池，可能会出现,E,0,的情况，说明反应逆向进行,）,E,0,，,反应正向自发进行,E,0,，,反应逆向自发进行,E,0,，,反应达到平衡,注：,E,代表的是反应趋势，不能说明不同反应的反应速率。,一、判断氧化还原反应进行的方向,例：判断氧化还原反应,Sn,+Pb,2+,=Sn,2+,+,Pb,在,298.15K,下列条件下反应自发进行的方向。,(1),标准状态下。,(2),当,c,(Pb,2+,),0.100 molL,-,，,c,(Sn,2+,),1.00 molL,-,时。,【,解,】,假设反应按所写反应方程式正向进行,(1),E,=,+,-,0.1262V,(,0.1375V),0.0113 V,反应正向自发进行。,正极,Pb,2+,+2e,-,Pb,0.1262,V,；,负极,Sn,Sn,2,+,+2e,-,0.1375V,；,E=,(,Pb,2+,/Pb,),(,Sn,2+,/Sn,),0.156V(0.137 5V)0.018 5V0,(2),(Pb,2+,/Pb)=,(Pb,2+,/Pb)+(0.0592/2),lg,c,(Pb,2+,),=,0.1262,+(0.0592/2)lg0.100=,0.156(V),因,E,0,归纳：如何判断反应方向？,一、在标准状态下：用,E,=,+,判断；,二、在非标准状态：用,E,=,+,判断,（利用能斯特方程用,求,）；,三、影响反应方向主要看,E,，,浓度是次要因素：,一般,E,0,.3V,非标准状态也正向进行,E,-0.3V,非标准状态也是逆向进行,2Fe,3+,+Sn,2+,=2Fe,2+,+Sn,4+,E,=,0.617,V,Sn,+Pb,2+,=Sn,2+,+,Pb,E,=,0.0113V,浓度变化不易改变方向,浓度变化易改变方向,越有利于正反应，,E,越大,二、判断氧化还原反应进行的程度,-,平衡常数,n,：给定的氧化还原反应方程式中转移的电子数。,E,愈大，,K,愈大，反应进行愈完全（,10,6,）,。,注：,E,与浓度有关，,K,与,浓度无关,，,K,决定于,E,。,T,=298.15K,二、氧化还原反应的平衡常数,K,=10,337.3,=2.14,10,337,10,6,例：求下列反应的标准平衡常数,5H,2,C,2,O,4,+2MnO,4,-,+6H,+,=10CO,2,+2Mn,2+,+8H,2,O,正极,MnO,4,-,+8H,+,+5e,-,=Mn,2+,+4H,2,O,1.507V,负极,H,2,C,2,O,4,=2CO,2,+2H,+,+2e,-,-0.49V,分析：电池的电子得失数,n=,25=10,【,解,】,注：,K,针对给定的反应。,三、计算溶度积常数,K,sp,思路：设计一个氧化还原方程（原电池），,通过,E,求,氧化还原反应的,K,，,进一步求出,K,sp,。,K,=,1,.74,10,-10,=,K,sp,正极,=0.7996V,负极,=0.2223V,例：求,298.15K,时,AgCl,的,溶度积常数,K,sp,。,K,sp,(,AgCl,),Ag,+,Cl,-,AgCl,+e,-,Ag+,Cl,-,AgCl(s,)Ag,+,+,Cl,-,Ag -e,-,Ag,+,Ag+,+Ag,电池反应,:,AgCl(s,)Ag,+,+,Cl,-,四、电位分析法,电位分析法,(,potentiometry,),通过电极电位,的测定，定量分析溶液中的离子浓度的分析方法。,电极的电位与待测离子的浓度有关，并且其关系符合,Nernst,方程式即有,Nernst,响应的电极,。,参比电极,(reference electrode),电极的电极电位是已知的，而且电位稳定，不受待测物质浓度影响的电极。,指示电极,(indicator electrode),（一）参比电极与指示电极,饱和甘汞电极,(saturated calomel electrode,SCE,),电极反应式：,Hg,2,C1,2,(s)+2e,-,2Hg(l)+2C1,-,(aq),-0.0592,lg,c,(Cl,-,),298.15K,饱和甘汞电极,=,0.2412V,Cl,-,(,c,)|Hg,2,C1,2,(s),Hg(l),Pt(s),1.,参比电极,+,2.,指示电极,玻璃电极,(glass electrode),构造,：下部是成分特殊的玻璃制成的薄膜球（膜厚约,50,100nm,），,球内装有一定,pH,的溶液（,0.1,mo1L,-1,HCl,），,并插入一只氯化银电极。,膜电位,：薄膜球两侧溶液,pH,不同时，在膜内、外的固,-,液界面上的电荷分布不同，使得膜,两侧,有一定的电位差,，称为膜电位。,电极内部溶液的,H,+,(,内,),浓度是固定不变的，,只随外部,H,+,(,外,),浓度的改变而变化。,（二）电位法测定溶液的,pH,(-),玻璃电极,|,待测,pH,溶液,SCE(+),E,=,SCE,-,玻,=,SCE,-(,K,玻,-pH),E,=,K,E,+pH,(-),玻璃电极,|,标准缓冲溶液,SCE(+),E,s,=,K,E,+pH,s,pH=pH,s,+,pH,的操作定义,例 题,1.,下列描述错误的是,A.,玻璃电极属于参比电极。,B.,标准氢电极的电极电位为零是人为规定的。,C.,饱和甘汞电极的“饱和”是指其中的,KCl,溶液为饱和溶液。,D.,氧化还原反应的方向总是由较强的氧化剂和较强的还原剂反应生成较弱还原剂和较弱的氧化剂。,2.,指出,pH,值对电极电位有较大影响的电对是：,Fe,2+,/Fe,3+,B,I,2,/I-,C,MnO,4,-,/MnO,2,D,Hg,2+,/Hg,例 题,1.,在,298.15K,时标准状态下反应：,2MnO,4,+16H,+,+10Cl,=2Mn,2+,+5Cl,2,+8H,2,O,已知,(,Cl,2,/,Cl,)=1.358V,(MnO,4,/Mn,2+,)=1.507V,。,求,（,1,）将上述反应拆成两个电极反应，写出正极和负极的反应，并组成电池，写出电池组成式。,（,2,）若,MnO,4,、,Mn,2+,和,Cl,的浓度均为,0.1 mol,L,-1,，,溶液的,pH,为,2,，,Cl,2,的分压为,1000kPa,，,求此电池在,298.15K,时的电动势，并判断反应的方向。,（,3,）求此反应的平衡常数。,正极反应,MnO,4,-,+8H,+,+5e,-,Mn,2,+,+4H,2,O,(-)Pt,Cl,2,(,p,)|Cl,-,(,c,4,),MnO,4,-,(,c,1,),Mn,2,+,(,c,2,),H,+,(,c,3,)|Pt(+),例 题,解:,负极反应,2Cl,-,Cl,2,+2e,-,正极组成式,MnO,4,-,(,c,1,),Mn,2,+,(,c,2,),H,+,(,c,3,)|Pt(s),负极组成式,Cl,-,(,c,4,)|Cl,2,(,p,),Pt(s),(1)2MnO,4,-,+16H,+,+10Cl,=2Mn,2+,+5Cl,2,+8H,2,O,电池组成式,正极,MnO,4,-,+8H,+,+5e,-,Mn,2+,+4H,2,O,1.507V,例 题,解:,负极,2Cl,-,Cl,2,+2e,-,1.35827V,（,2,）若,MnO,4,、,Mn,2+,和,Cl,的浓度均为,0.1 mol,L,-1,，,溶液的,pH,为,2,，,Cl,2,的分压为,1000kPa,，,求此电池在,298.15K,时的电动势，并判断反应的方向。,(,MnO,4,-,/Mn,2+,),=,(,MnO,4,-,/Mn,2+,),+,1.318V,1.447V,E=,(,MnO,4,-,/,Mn,2,+,)-,(,Cl,2,/,Cl,-,),1.318-1.447,-0.129(V),2MnO,4,-,+16H,+,+10Cl,=2Mn,2+,+5Cl,2,+8H,2,O,此反应,逆,向自发,例 题,解:,(3),反应,2MnO,4,-,+16H,+,+10Cl,=2Mn,2+,+5Cl,2,+8H,2,O,的平衡常数,正极,MnO,4,-,+8H,+,+5e,-,+4H,2,O,1.507V,负极,2Cl,-,Cl,2,+2e,-,1.35827V,