第六章+氧化还原反应2.ppt

3.3.2 酸度的影响 例8： 已知电极反应：MnO4- + 8H3O+ + 5e- = Mn2+ + 12H2O E?(MnO4-/ Mn2+) = 1.51 V 。当 MnO4- 和 Mn2+ 的浓度均为 1.0 mol/L、pH = 3.0 时，该电极的电极电势为多少？ MnO4- + 8H3O+ + 5e- = Mn2+ + 12H2O E = E?(MnO4-/ Mn2+) ? = 1.51 ? = 1.23 (V) MnO4-的氧化能力与H3O+浓度是有关的！ 例9：判断下列反应 H3AsO3 + I3- + 3H2O = H3AsO4 + 3I- + 2H3O+ 在 pH = 7 及 [H3O+] = 6.0 mol/L 时，上述反应自发进行的方向(设其余物质均处于标准态) 。 已知： E?(H3AsO4/ H3AsO3)= 0.56 V E?(I3-/I-) = 0.535 V 解： 正极： I3- + 2e- = 3I- E?(I3-/I-) = 0.535 V 负极： H3AsO4 + 2H3O+ + 2e- = H3AsO3 + 3H2O E?(H3AsO4/ H3AsO3)= 0.56 V E负 = E?负 – (0.0592/2) lg([H3AsO3]/([H3AsO4][H3O+]2)) pH = 7, [H3O+ ] = 1 ? 10-7 mol/L ： E负 = 0.56 – (0.0592/2) lg(1/(1 ? 10-7)2) = 0.146 V E正 = E?(I3-/I-) = 0.535 V, ?E = E正 ? E负 0, ?G = ?nF?E 0，反应自发从左向右进行！ [H3O+] = 6.0 mol/L 时： E负 = 0.56 – (0.0592/2) lg(1/6.02) = 0.606 V E正 = E?(I3-/I-) = 0.535 V, ?E = E正 ? E负 0, ?G = ?nF?E 0，反应自发从右向左进行！ 有时，酸度变化后，溶液中存在的主要物种的形式 变化了，电极反应式需改写， 标准电极电势发生变化。 例如： H(+1)和H(0)的电极反应方程式 酸性溶液中： H3O+ OH- 电极反应方程式： 2H3O+ + 2e- = H2 + 2H2O E?(H3O+/ H2) = 0.000 V Nernst 方程： E(H3O+/ H2) = E?(H3O+/ H2) - (0.0592/2 ) lg (PH2 / [H3O+]2 ) 碱性溶液中： OH- H3O+ 电极反应方程式： 2H2O + 2e- = H2 + 2OH- E?(H2O/ H2) = - 0.828 V Nernst 方程: E (H2O/ H2) = E?(H2O/ H2) - (0.0592/2 ) lg(PH2 [OH-]2) 实际上对于任何溶液（不管是酸性还是碱性）， H(+1)和H(0)的电极反应方程式可以用下面两个方程式中的任何一个表示，即本质上两者是一样的，而电极电势只有一个，因此E(H3O+/ H2) = E(H2O/ H2) 2H3O+ + 2e- = H2 + 2H2O 2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 推导E?(H3O+/ H2)与E?(H2O/ H2)两者之间的关系： 2H3O+ + 2e- = H2 + 2H2O