第3章 氧化还原反应与电化学.ppt

* 　 5. 浓度的影响和能斯特方程式 电极反应的能斯特方程式 小 结 第3章 氧化还原反应与电化学 , 298.15K = T 时 e - + z 还原型 氧化型 电极反应： * 　 6. 影响电极电势?的因素 氧化型或还原型的浓度或分压 pH的改变对电极电势的影响 沉淀的生成对电极电势的影响 配合物的生成对电极电势的影响 如果电对中氧化型物质生成沉淀或配离子，则沉淀的溶度积越小，或者配离子的稳定常数越大，其电极电势下降得越多； 相反地，如果电对中还原型物质生成沉淀或配离子，则沉淀的溶度积越小，或者配离子的稳定常数越大，其电极电势将上升得越多。 小 结 第3章 氧化还原反应与电化学 * 　 7. 电极电势? 的应用 计算原电池的电动势 比较氧化剂和还原剂的相对强弱 电极电势代数值越小，则该电对中的还原态物质是越强的还原剂； 电极电势代数值越大，则该电对中的氧化态物质是越强的氧化剂。 判断氧化还原反应进行的方向 确定氧化还原反应进行的程度 小 结 第3章 氧化还原反应与电化学 * 　 7. 电极电势? 的应用 计算原电池的电动势 比较氧化剂和还原剂的相对强弱 判断氧化还原反应进行的方向 电极电势代数值较大的氧化态物质与较小的还原态物质之间发生的氧化还原反应能自发进行。 即? (正)＞ ?(负)，相当于ΔrGm＜0。 确定氧化还原反应进行的程度 氧化还原反应的程度可由标准平衡常数Kθ的大小来评价。在298.15K时， 小 结 第3章 氧化还原反应与电化学 * 　 7. 电解 电解池：将电能转变为化学能的装置。 分解电压和超电势 电解池中能使电解顺利进行的最低电压为分解电压。 由电解产物所形成的原电池的反电动势就是理论分解电压。 实际分解电压与理论分解电压之差称为超电压。 电解池的超电压是阴极超电势与阳极超电势之和。超电势总是正值。 电解产物 电解应用 小 结 第3章 氧化还原反应与电化学 * 　 7. 电解 电解池：将电能转变为化学能的装置。 分解电压和超电势 电解产物： 对于简单盐类水溶液，电极产物的一般情况如下： 阴极：析出电势代数值较大(考虑超电势后)的物质首先在阴极放电。 阳极：若可溶性阳极则电极溶解。若惰性阳极则简单离子S2-、Brˉ、Clˉ、OHˉ先放电，复杂阴离子则析出氧。 电解应用 电镀：被镀零件作为阴极材料。 阳极氧化：工件作为阳极材料。 电刷镀：工件作阴极、并在操作中不断旋转。 小 结 第3章 氧化还原反应与电化学 * 　 8. 金属的腐蚀及其防止 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。 电化学腐蚀是在(潮湿)空气、电解质溶液或海水、河水环境中发生的，因而形成了腐蚀电池。 一般金属在酸性介质中是析氢腐蚀 在中性或碱性介质中为吸氧腐蚀 金属的防腐方法，主要有： 改变组成法 保护层法 缓蚀剂法 阴极保护法：阴极保护法是用电化学方法把被保护金属作为腐蚀电池的阴极(正极)或电解池的阴极而达到防止腐蚀的方法。 小 结 第3章 氧化还原反应与电化学 * * * * * * 正极 anode 负极 cathode * * * * * * * * * * * * * * * 3.3.2 分解电压和超电势 能使电解顺利进行的最低的外加电压，称为实际分解电压，简称分解电压(decomposition voltage) 。 * 理论分解电压 E实际E理论 电解饱和Na2SO4溶液时，在阴极析出H2，在阳极析出O2，在Pt的表面上，又组成了一个新的原电池： (-)Pt│H2(g)│Na2SO4，H2O (aq) │O2(g)│Pt(+) 为使电解顺利进行，外加电压必须克服这一电动势，这就是电解NaCl溶液的理论分解电压。 * 极化（polarization） 极化产生的原因： 浓差极化 由离子扩散速度缓慢引起。 电化学极化 由电解产物析出过程中某一步骤反应速率迟缓引起。 极化是电极电势偏离了没有电流通过时的平衡电极电势值的现象。 * 超电势? 超电压 电解时电解池的实际分解电压E(实)与理论分解电压E(理)之差。 E(超)= E(实)-E(理) E(超)= ? (阴)+? (阳) 超电势（over potential） 有显著大小的电流通过时的电极电势?(实)与没有电流通过时的电极电势?(理)之差的绝对值。 ? = |?(实)-?(理) | * 影响超电势的因素 电解产物 金属的超电势较小，气体的超电势较大。 电极材料和表面状态 材料不同，表面状态不同，超电势不同。 电流密度 电流密度增大，超电势增大。 * 3.3.3 电解池中两极的电解产物 熔融盐 采用Pt或石墨电极时，电极产物为熔融盐的正、负离子分别在阴、阳电极上进行还原和氧化