电极电势有何用处？
§ 4-3 氧化还原反应的方向
首先
? 1,由电极电势判断原电池的正, 负极
计算电池电动势
? 任意两个电极 ?两个 半电池
? 盐桥连接 ?原电池
电势较低者为 负极 ；较高者为 正极
? 因此, 电动势,
E=?(+) –?(-)
? 其中, 各 ?如果在 非标准态下, 由 Nernst方程计算
? 例,由 Ag|Ag+(mr=0.01) 和 Pb|Pb2+(mr=1.0) 电极装成原
电池, 判断正, 负极, 计算电动势
? 解,对于 Ag|Ag+(mr=0.01)
? 电极反应, Ag+ + e == Ag
? 由 Nernst方程得：
)Ag(lg10 59.0/ A gAg/ A gAg ??? ?? rm???
)V(6 8 1 6.0
1 1 8.07 9 9 6.0
?
??
? 对于 Pb|Pb2+(mr=1.0)
? 电极反应, Pb2+ + 2e == Pb
? 因此, Ag+/Ag 为正极, Pb2+/Pb 为负极
? 电动势,E =?(+)–?(-) = 0.6816 – (–0.1262) = 0.8078 (V)
( V ) 1 2 6 2.0/ P bPb/ P bPb 22 ??? ?? ???
? 2,判断氧化剂, 还原剂的相对强弱,
? 前知,??,电对中 还原态 物质的还原性 (失 e)强,M活泼
? ??,电对中 氧化态 物质的氧化性强, 得 e能力强
如,??Zn2+/Zn= – 0.7618 V,??Cu2+/Cu= 0.3419 V
? 还原剂有 Zn 和 Cu; 氧化剂有 Cu2+ 和 Zn2+
? 因此,Zn的还原性比 Cu强； Cu2+ 的氧化性比 Zn2+ 强
? 也因此,Cu2+ + Zn == Cu + Zn2+ 是自动进行的
? 又如,MnO4-/Mn2+(1.507) > Fe3+/Fe2+(0.771) > Cu2+/Cu(0.3419)
? Fe3+是比 Cu2+强的氧化剂, 但却是比 MnO4-弱的氧化剂
利用：强氧化剂 + 强还原剂 (自动 ) ?弱氧化剂 + 弱还原剂
? 3,确定氧化还原反应的方向
? 强氧化剂 (易得 e) + 强还原剂 (易失 e) == 弱氧化剂 + 弱还原剂?
? 我们知道,?rG是反应可做有用功 (原电池即 电功 )的量度
电功 = q·E = nFE = –?rG
?rG减小 (–?rG)自动进行,可对外作功
?rG = – nFE E
> 0 不自发 < 0
= 0 平 衡 = 0
< 0 自 发 > 0
因此,可以直接用 E
符号判断反应方向
即要求
? 氧化剂 所在电对的 ? > 还原剂 所在电对的 ? (E>0) 或
? 氧化剂 所在电对的 ?? >还原剂 所在电对的 ?? (E? >0)
? 例,用 ??判断,2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
能否自动进行 (正向 )
? 解, [方法, 在 反应物中 确定氧化剂, 还原剂 ; 再用 ??判断：
氧化剂是否的确较强，还原剂是否也较强 ]
? 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
? 由反应式可见,Fe3+是氧化剂,Cu是还原剂
? 由于 ??(Fe3+/Fe2+)= 0.771 V > ?? (Cu2+/Cu)= 0.3419 V
? 因此,Fe3+是比 Cu2+更强的氧化剂,Cu是比 Fe2+更强的
还原剂，电池电动势 E?> 0,反应 (正向 )自发
? 反之，则逆向自发
? 又如 Sn4+ + 2Fe2+ == Sn2+ + 2Fe3+
?? (Sn4+/Sn2+)=0.151 < ??(Fe3+/Fe2+)=0.771 不自发
? 反应 2FeCl3+Cu == 2FeCl2+CuCl2 用于制造印刷电路板
? 如果不是标准态, 则电动势
E (>0/<0)
用 Nernst方程计算
习题,2,4,8,10,11
§ 4-3 氧化还原反应的方向
首先
? 1,由电极电势判断原电池的正, 负极
计算电池电动势
? 任意两个电极 ?两个 半电池
? 盐桥连接 ?原电池
电势较低者为 负极 ；较高者为 正极
? 因此, 电动势,
E=?(+) –?(-)
? 其中, 各 ?如果在 非标准态下, 由 Nernst方程计算
? 例,由 Ag|Ag+(mr=0.01) 和 Pb|Pb2+(mr=1.0) 电极装成原
电池, 判断正, 负极, 计算电动势
? 解,对于 Ag|Ag+(mr=0.01)
? 电极反应, Ag+ + e == Ag
? 由 Nernst方程得：
)Ag(lg10 59.0/ A gAg/ A gAg ??? ?? rm???
)V(6 8 1 6.0
1 1 8.07 9 9 6.0
?
??
? 对于 Pb|Pb2+(mr=1.0)
? 电极反应, Pb2+ + 2e == Pb
? 因此, Ag+/Ag 为正极, Pb2+/Pb 为负极
? 电动势,E =?(+)–?(-) = 0.6816 – (–0.1262) = 0.8078 (V)
( V ) 1 2 6 2.0/ P bPb/ P bPb 22 ??? ?? ???
? 2,判断氧化剂, 还原剂的相对强弱,
? 前知,??,电对中 还原态 物质的还原性 (失 e)强,M活泼
? ??,电对中 氧化态 物质的氧化性强, 得 e能力强
如,??Zn2+/Zn= – 0.7618 V,??Cu2+/Cu= 0.3419 V
? 还原剂有 Zn 和 Cu; 氧化剂有 Cu2+ 和 Zn2+
? 因此,Zn的还原性比 Cu强； Cu2+ 的氧化性比 Zn2+ 强
? 也因此,Cu2+ + Zn == Cu + Zn2+ 是自动进行的
? 又如,MnO4-/Mn2+(1.507) > Fe3+/Fe2+(0.771) > Cu2+/Cu(0.3419)
? Fe3+是比 Cu2+强的氧化剂, 但却是比 MnO4-弱的氧化剂
利用：强氧化剂 + 强还原剂 (自动 ) ?弱氧化剂 + 弱还原剂
? 3,确定氧化还原反应的方向
? 强氧化剂 (易得 e) + 强还原剂 (易失 e) == 弱氧化剂 + 弱还原剂?
? 我们知道,?rG是反应可做有用功 (原电池即 电功 )的量度
电功 = q·E = nFE = –?rG
?rG减小 (–?rG)自动进行,可对外作功
?rG = – nFE E
> 0 不自发 < 0
= 0 平 衡 = 0
< 0 自 发 > 0
因此,可以直接用 E
符号判断反应方向
即要求
? 氧化剂 所在电对的 ? > 还原剂 所在电对的 ? (E>0) 或
? 氧化剂 所在电对的 ?? >还原剂 所在电对的 ?? (E? >0)
? 例,用 ??判断,2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
能否自动进行 (正向 )
? 解, [方法, 在 反应物中 确定氧化剂, 还原剂 ; 再用 ??判断：
氧化剂是否的确较强，还原剂是否也较强 ]
? 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
? 由反应式可见,Fe3+是氧化剂,Cu是还原剂
? 由于 ??(Fe3+/Fe2+)= 0.771 V > ?? (Cu2+/Cu)= 0.3419 V
? 因此,Fe3+是比 Cu2+更强的氧化剂,Cu是比 Fe2+更强的
还原剂，电池电动势 E?> 0,反应 (正向 )自发
? 反之，则逆向自发
? 又如 Sn4+ + 2Fe2+ == Sn2+ + 2Fe3+
?? (Sn4+/Sn2+)=0.151 < ??(Fe3+/Fe2+)=0.771 不自发
? 反应 2FeCl3+Cu == 2FeCl2+CuCl2 用于制造印刷电路板
? 如果不是标准态, 则电动势
E (>0/<0)
用 Nernst方程计算
习题,2,4,8,10,11
