大学化学之电化学基础研讨.ppt

;电化学;氧化还原过程;主要内容 5.1 氧化还原反应 5.2 原电池 5.3 电极电势 5.4 原电池热力学 5.5 电解与电化学技术 5.6 金属的腐蚀与防护 ;5.1 氧化还原反应 5.1.1 氧化还原反应 5.1.2 氧化还原电对 5.1.3 氧化还原反应方程式的配平 ;5.1.1 氧化还原反应;5.1.2 氧化还原电对;2.电极反应;3.电对拆分：;5.1.3 氧化还原反应方程式的配平 离子-电子法 1.配平原则： ①电荷守恒：反应过程中氧化剂与还原剂得失电子数相等。 ②质量守恒：反应前后各元素的原子总数相等。;2.配平的具体步骤：;（4） 使两个半反应得失电子数为其最小公倍数，合并成一个配平的离子反应式：; ;使两个半反应得失电子数为其最小公倍数（e= 6），合并成一个配平的离子反应式： Cr2O72- + 6I- + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O 最后写出配平的氧化还原反应方程式： K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = Cr2（SO4）3 + 4K2SO4 + 3I2 + 7H2O; ; 例3：配平Cl2(g) + NaOH NaCl + NaClO3 ;5.2 原电池 5.2.1 原电池的概念 5.2.2 原电池的符号 5.2.3 电池电动势 5.2.4 电极类型;5.2.1 原电池的概念;图1 Daniell电池; 4.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： Cu2+ + Zn → Cu + Zn 2+;5.2.2 原电池的符号表示 1.书写要求 （1） 负极写在左边，正极写在右边； （2）正负极之间用盐桥“‖”相接； （3）电极固体标志用一竖线“│”表示； （4）同相之不同物质间用“，”间隔； （5）若为离子时应注明其活度（浓度亦可）； （6）若电对不含金属导体，则需加一惰性导体； （7）纯气体、液体或固体与惰性电极名称之间以“，”间隔，并应注明其状态。;2.应用示例;（2）电极组成： 正极：Pt│MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） 负极：Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3） （3）电池符号： （-）Pt, O2 （p）│ H2O2 （c4）, H＋ （c3）‖ MnO4- （c1）,Mn2＋（c2）,H＋ （c3） │ Pt（+）;5.2.3 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。（在接近零电流下所测定的电势差） 2.表示 电池电动势 E＝ E+ - E- E+ ─ 某时刻正极的电势， E- ─ 某时刻负极的电势。;5.2.4 电极类型 1.金属-金属离子电极：Zn | Zn2+(c) 电极反应 Zn2+ + 2e → Zn 2.金属-金属难溶盐-阴离子电极： Ag，AgCl(s) | Cl-(c) 电极反应 AgCl + e → Ag + Cl- 3. 双离子电对电极： Pt| Fe2+(c1)，Fe3+(c2) 电极反应 Fe3+ + e → Fe2+ 4.气体电极：Pt，Cl2(p) | Cl- (c) 电极反应 Cl2 + 2e → 2Cl-;5.3 电极电势 5.3.1 电极电势的产生 5.3.2 标准电极电势 5.3.3 Nernst方程式;5.3 电极电势;双电层结构的电极电势为绝对电极电势。; 5.3.2 标准电极电势 1.标准氢电极的作用 无法直接测出表面电势和相间电势→不能确定电极电势的绝对值。 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。 IUPAC规定，采用标准氢电极作为基准电极。;2.标准氢电极的组成Standard Hydrogen Electrode, SHE; 标准氢电极的组成式可表示为: Pt，H2（100kPa）∣H＋（a=1）;3.标准电极电势;4.标准电极电势的测定 电池电动势 EΘ＝ E+Θ -