化学物料识用与分析 电极电势 电极电势.ppt

扬州工业职业技术学院 王元有 课程：化学物料识用与分析 知识点：电极电势 Cu ZnSO4 CuSO4 Zn 原电池的两极间存在电势差， 每一个电极具有各自不同的电势。 (1) 电极电势的产生 金属电极板浸入其盐溶液中，存在相反的过程，速率相等时，建立动态平衡： 金属极板表面上带有过剩负电荷；溶液中等量正电荷的金属离子受负电荷吸引，较多地集中在金属极板附近，形成所谓双电层结构，其间电位差称为电极电位。 M不活泼：沉积 溶解 M活泼：溶解 沉积 稀 ++++ ++++ ---- ---- +++ 浓 ++++ ---- ++++ ---- ++++ ---- 产生： 金属M与其盐M+溶液接触面之间的电势差。 沉淀 溶解 电极电势?(M+/M)： 某一电极所具有的电势称电极电势。 (2)标准电极电势?? ：标准条件下的电极电势。 电极电势的绝对值还无法测定，故选一电极作为相对比较标准，而得到电极电势的相对值。目前采用的参比标准为标准氢电极。 ① 标准氢电极 构成：在铂片上镀一层疏松的铂黑，浸入H+浓度为1mol·L-1的H2SO4中，在指定温度下，不断通入压力为100 kPa的纯氢气。 Pt?H2 (100 kPa)?H+ (1mol·L-1) 被铂黑吸附的氢气与溶液中的H+建立如下平衡： 2 H+ + 2e - H2 (g) 人为规定：标准氢电极的电极电势为零。记为： ? ?(H+/H2) = 0 ②标准电极电势的测定 将待测电极和已知电极组成原电池 原电池的电动势： E=??待测-??已知 测 ??(Zn2+/Zn) 用标准状态下的Zn电极与标准氢电极组成原电池： (-)Zn?Zn2+(1.0mol·L-1)‖H+(1.0mol·L-1)?H2(100kPa)? Pt(+) 测原电池的电动势，可确定Zn电极的电势。 用类似的方法可测出其它电对的电极电势， 详细的见书后附录。 实验测得电池的电动势为0.763V， 即 0.763 V = 0 V－? θ(Zn2+/Zn) ?θ(Zn2+/Zn) ＝ －0.763 V 半反应 半反应 ?θ(Ox/Red) ?θ(Ox/Red) 298 K时酸性水溶液中一些常用的标准电极电势 几点说明： (1)该表是按??代数值由小到大的顺序排列的。把电极电势分成酸表和碱表。 (2)由表中数据可见：电极电势代数值越小，对应电对中还原态物质的还原能力越强；电极电势代数值越大，对应电对中氧化态物质的氧化能力越强。 (3)电极电势不具有加和性。 Zn2+ + 2e- → Zn ? ?(Zn2+/Zn) = - 0.763 V 2Zn2+ + 4e- → 2Zn ? ?(Zn2+/Zn) = - 0.763 V （3）电极电势的计算-----能斯特方程式 标准电极电势是在标准条件及温度通常为298 K时测得的。 如不在标准态，电极电势的大小可通过能斯特方程式计算。 上式称为能斯特方程式。 对任一电极反应：氧化态 + n e - 还原态 非标准态，电极电势？ n 为电极反应式中转移的电子数; F-法拉第常数，96500C/mol a (还原态) 、a (氧化态) ，分别代表还原态和氧化态物质的活度； 当温度为298 K时，将各常数值代入后得： 稀溶液：a = c / c?；气体：a = p / p?； 固体或纯液体物质：a =1，能斯特公式中不必列入。 活度的方次等于该物质在电极反应中的化学计量数。 例: 列出下列电极反应在298K时的电极电势计算式。 (1) I2 (s) + 2e- 2I- ?θ= 0.535V (2) Cr2O72- + 14H+ + 6e- 2Cr3+ + 7H2O ?θ= 1.33V (3) PbCl2(s) + 2e- Pb (s) + 2Cl- ?θ= －0.268V (4) O2(g) + 4H+ + 4e- 2H2O ? θ= 1.229V (5) Ag(s) + Cl- －e- AgCl ? θ= 0