能斯特方程解析ppt課件.ppt

《能斯特方程解析ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、為了實用方便，提出了標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的概念。當(dāng)電對處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（即物質(zhì)皆為純凈物，組成電對的有關(guān)物質(zhì)濃度（活度）為1.0mol·dm-3，涉及氣體的分壓為1.0×105Pa時，該電對的電極電勢為標(biāo)準(zhǔn)電極電勢，用符號φθ表示。通常溫度為298.15K。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢1若干電對的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢（298.15K)電對氧化型＋ne-還原型/VK＋/KZn2＋/ZnFe2＋/FeH＋/H2Cu2＋/CuAg＋/AgF2/F-K＋＋e-KZn2＋＋2e-ZnFe2＋＋2e-Fe2H＋＋2e-H2Cu2＋＋2e-CuAg＋＋e-AgF2＋2e-F-－2.925－0.

2、763－0.440.000＋0.34＋0.7999＋2.87氧化能力增強(qiáng)還原能力增強(qiáng)代數(shù)值增大電極電勢的測定2能斯特方程式電極電勢的大小，不僅取決于電對本身的性質(zhì)，還與反應(yīng)溫度、有關(guān)物質(zhì)濃度、壓力等有關(guān)。能斯特從理論上推導(dǎo)出電極電勢與濃度（或分壓）、溫度之間的關(guān)系，對任一電對：1.能斯特方程(Nernstequation)能斯特方程式電極反應(yīng)：aOx+ne-?bRed3其中：F—法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96485J·mol-1·V-1n—電極反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)將式中的常數(shù)項R=8.314J·K-1·mol-1,F=96485J·mol-1·V-1代入,

3、并將自然對數(shù)改成常用對數(shù)，在298.15K時，則有：能斯特方程式4◆應(yīng)用能斯特方程時，應(yīng)注意：（1）如果組成電對的物質(zhì)是固體或液體，則它們的濃度項不列入方程式中；如果是氣體，則要以氣體物質(zhì)的分壓來表示。（2）如果電極反應(yīng)中，除了氧化態(tài)和還原態(tài)物質(zhì)外，還有參加電極反應(yīng)的其他物質(zhì)，如H+、OH-存在，則應(yīng)把這些物質(zhì)也表示在能斯特方程中。（3）半反應(yīng)中的計量系數(shù)作為指數(shù)。能斯特方程式5（1）濃度對電極電勢的影響從能斯特方程式可看出，當(dāng)體系的溫度一定時，對確定的電對來說，φ主要取決于c(OX)/c(Red)的比值大小。2.影響電極電勢的因素能斯特方程式

4、6例：計算298.15K下，c(Zn2+)＝0.100mol·L-1時的φ(Zn2+/Zn）值。即當(dāng)c(Zn2+)減少為cθ(Zn2+)十分之一時，φ(Zn2+/Zn）值比φθ(Zn2+/Zn)僅減少0.03V。?（Zn2+/Zn）＝φθ(Zn2+/Zn)+{lgc(Zn2+)/cθ}＝-0.7626V+lg0.100＝-0.7922V解：電極反應(yīng)為Zn2++2e-Zn能斯特方程式7例：計算298.15K下，c(OH-)＝0.100mol·L-1時的φ(O2/OH-)值。(已知p(O2)＝105Pa)φ(O2/OH-)＝φθ(O2/OH-)+l

5、g解：電極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-＝+0.401V+lg＝+0.460V能斯特方程式8（2）酸度對電極電勢的影響如果H+、OH-也參加電極反應(yīng)，那么溶液酸度的變化也會對電極電勢產(chǎn)生影響。例：在298.15K下，將Pt片浸入c()＝c(Cr3+)＝0.100mol·L-1，c(H+)＝10.0mol·L-1溶液中。計算的φ(/Cr3+)值。能斯特方程式9φ(Cr2O/Cr3+)＝φθ(Cr2O/Cr3+)＝+1.36V+lg＝+1.50V解：電極反應(yīng)為Cr2O+14H++6e-2Cr3++7H2O能斯特方程式10解:電極反應(yīng)為：MnO

6、4-(aq)+8H+(aq)+5e-=Mn2+(aq)+4H2O已知:c(MnO4-)=c(Mn2+)=1mol.dm-3c(H+)=1.0?10-5mol.dm-3,Z=5查表:E?(MnO4-/Mn2+)=+1.512VE(MnO4-/Mn2+)=E?(MnO4-/Mn2+)+———lg———————————0.0592VZ[c(MnO4-)/c?][c(H+)/c?]8[c(Mn2+)/c?]例題:計算298K下pH=5時，MnO4-/Mn2+的電極電勢(其他條件同標(biāo)準(zhǔn)態(tài))。11E(MnO4-/Mn2+)=1.512V+———lg(10-

7、5)8=1.04V當(dāng)c(H+)=2.0mol.dm-3E(MnO4-/Mn2+)=1.512V+———lg(2)8=1.541V0.0592V50.0592V5可知：c(H+)濃度增加，電極電勢增加，MnO4-氧化性增強(qiáng)。12二、離子濃度改變對氧化還原反應(yīng)方向的影響例判斷2Fe3++2I-＝2Fe2++I2在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下和[Fe3+]=0.001mol·L-1,[I-]=0.001mol·L-1,[Fe2+]=1mol·L-1時反應(yīng)方向如何?解：(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：E0＝?0(Fe3+/Fe2+)-?0(I2/I-)＝0.770-0.535＝0.23

8、5V>0所以在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，上述反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。(2)非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：?+＝0.770＋0.0592lg———=0.0592(V)0.0011?-＝0.53