当前课程知识点:无机化学 > 第6章 氧化还原平衡 > 6.4 电极电势的应用 > 6.4.1 电极电势的应用(1)
同学你好
这节课我们开始讲电极电势的应用
电极电势是反映物质性质的重要数据
利用电极电势这个数据
咱们可以用来判断原电池的正负极
计算原电池的电动势
同时我们还可以利用它来判断
氧化剂还原剂的它的相互强弱顺序
第三点是用它来判断氧化还原反应的方向
来计算氧化还原反应的它的程度
首先咱们来讲它在原电池的正负极方面的判断
以及原电池的电动势的计算
判断一个反应能否自发进行
我们用这个反应的
吉布斯自由能变是否小于零来判断
如果反映的吉布斯自由能变小于零
那么这个反应它是可以自发进行的
那根据ΔG它是等于负的nFE咱们就可以推出来
要构成一个原电池要求E大于零
因为只有E大于零的时候
这个时候反应的吉布斯自由能是小于零
也就是说原电池反应能够发生
由于电动势它是等于正极的电极电势
减去负极的电极电势
因此咱们可以得到
当正极的电极电势大于负极的电极电势的时候
那么这个原电池反应就可以发生
也就是说电极电势值大的
它是作为这个电池的正极
电极电势值小的
它是作为电池的负极
而这个电池的电动势
它是等于正负极的电势差
第二点
咱们利用电极电势来判断
氧化剂还原剂的相互强弱
电极电势代数值越小
那么它的还原态就比较容易失去电子
还原性就越强
而如果带数值越大
那么说明氧化钛比较容易得到电子
氧化性就越强
这一张电极标准电极电势表
咱们从这张表上可以看到
从上到下
它的电极电势是增大的
那么说明氧化钛的氧化性它是逐渐增强的
咱们来看这其中的两列数据
比如第一行锂离子得到电子变成锂
它的标准电极电势是-3.04
另外一个是看铝离子
三价的铝离子得到电子变成了铝
他的标准电极电势是-1.662
那么从这两个数据咱们可以看得出来
哪一个它的氧化性更强是三价铝离子的
它的氧化性要比锂离子的氧化性要强
而金属锂的还原性要比金属铝的还原性要更强
第三点是判断氧化还原反应的方向
咱们知道对于一个反应
如果这个反应的吉布斯自由能大于零的时候
那么这个反应它是不能自发进行的
如果吉布斯自由能变化量等于零的时候
这个反应刚好达到平衡
如果小于零
那么这个反应能够自发进行
在联合这个反应的吉布斯自由能变
跟电动势之间的关系
咱们就可以得出来
如果E大于零的时候
那么这个反应是自发反应正向进行
如果一小于零
那么这个反应是非自发的
也就是说反映向逆向进行
如果E等于零的时候
那么刚好吉布斯自由能变等于零
也就是说这个时候电池刚好达到平衡
用电极电势来判断氧化还原反应的方向的时候
咱们要注意以下几点
第一点
如果反应当中各物质它均处于标准态
那么咱们这个时候所对应的电动势就是
标准电动势
判断就是用标准电动势来判断反应的方向
如果标准电动势大于零
说明这个反应可以自发进行
如果它小于零
那么这个反应是逆向进行
第二点
从Nernst方程咱们可以看得出来
E是等于E标准减去0.0592除以N
再乘以lgJ
那么浓度和分压都体现在这个反应商里头
那么这个lgJ还要乘以一个比较小的数
0.0592除以N
所以这个时候溶液的浓度变化不大的时候
那么它对浓度或者分压
对电极电势的影响就是很小的
那在这种情况下
我们一般可以用标准电极电势
用它的数值来判断反应方向
那判断的依据是这样的
如果这个电池的标准电极电势大于0.2伏
那么这个时候我们就认为
反应它肯定是正向进行的
如果标准电极电势小于-0.2伏的时候
那么说明这个电池反应是逆向进行的
那如果处在-0.2伏和0.2伏之间
这个时候咱们就要根据
浓度和分压来进行计算反应的方向
就是这个时候你需要把
电动势的数值给它计算出来
根据电动势是否大于零是否小于零
来判断这个反应朝哪个方向进行
第四点
咱们可以利用电极电势来计算
氧化还原反应的程度
一个化学反应
它的限度可以由标准平衡常数的数值来表现
标准平衡常数越大
说明正反映的这个趋势就越大
这个标准平衡常数越小
说明逆反应进行的趋势就越大
在298K电池反应平衡的时候
那么根据Nernst方程咱们可以列出来
E是等于E标准减去0.0592除以n
再乘以lgK标准
因为平衡所以这个时候E是等于0了
也就是说这个时候的式子它是等于0
那根据这个式子咱们就可以
如果知道标准电动势的时候
咱们就可以计算出来
它的这个标准平衡常数数值是多少
那么经过转化
咱们就可以得出这个式子
lgK标准它是等于
n乘以E标准再除以0.0592
从这个式子可以看得出来
标准平衡常数的数值
它和标准电动势以及电子转移摩尔数有关
那如果电子转移摩尔数一定的时候
标准电动势越大
说明了这个标准平衡常数数值就越大
也就说这时候正反应就进行得越完全
咱们这节课的内容就讲到这里
-1.1 物质的聚集状态和分压定律
--第1.1节讨论 应用理想气体状态方程的时候应注意哪些问题
--第1.1节测试 物质的聚集状态和分压定律
-1.2 稀溶液的依数性
--第1.2节讨论 为什么讨论稀溶液的依数性时将溶质限定为难挥发非电解质
--第1.2节测试 稀溶液的依数性
-第1章测试 物质的聚集状态
-2.1 化学热力学基本概念
--第2.1节测试 化学热力学基本概念
-2.2 化学反应热效应
--第2.2节测试 化学反应的热效应
-2.3 化学反应热效应计算
--第2.3节测试 化学反应热效应计算
-2.4 化学反应方向判据
--第2.4节测试 化学反应方向判据
-第2章测试 化学热力学基础
-3.1 影响化学反应速率的因素
--第3.1节测试 影响化学反应速率的因素
-3.2 化学反应速率理论
--第3.2节讨论 有人说根据反应方程式可以直接写出速率方程,这种说法对吗?
--第3.2节测试 化学反应速率理论
-3.3 化学平衡理论
--第3.3节测试 化学平衡理论
-3.4 化学平衡移动
--第3.4节测试 化学平衡移动
-第3章测试 化学反应速率与化学反应平衡
-4.1 酸碱理论
--第4.1节讨论 阿雷尼乌斯电离理论、酸碱质子理论和酸碱电子理论各有什么优缺点?
--第4.1节测试 酸碱理论
-4.2 水的电离平衡
--第4.2节测试 水的电离平衡
-4.3 弱酸弱碱平衡
--第4.3节测试 弱酸弱碱平衡
-4.4 盐水解平衡
--第4.4节测试 盐水解平衡
-4.5 缓冲体系
--第4.5节讨论 人体血浆中有哪些缓冲系统,最重要的是哪一个?
--第4.5节测试 缓冲体系
-第4章测试 酸碱平衡
-5.1 溶度积常数
--第5.1节测试 溶度积常数
-5.2 溶度积常数与溶解度换算关系
--第5.2节测试 溶度积常数与溶解度换算关系
-5.3 溶度积规则
--第5.3节测试 溶度积规则
-5.4 影响沉淀生成因素
--第5.4节测试 影响沉淀生成因素
-5.5 分步沉淀
--第5.5节测试 分步沉淀
-5.6 沉淀溶解
--第5.6节测试 沉淀溶解
-5.7 沉淀转化
--第5.7节测试 沉淀转化
-第5章测试 沉淀-溶解平衡
-6.1 原电池
--第6.1节测试 原电池
-6.2 电极电势
--第6.2节测试 标准电极电势
-6.3 Nernst方程
--第6.3节讨论 电池反应和电极反应的能斯特方程有什么异同点?
--第6.3节测试 电极电势Nernst方程
-6.4 电极电势的应用
--第6.4节讨论 怎么解释单质银不能从盐酸溶液中置换出氢气,但可从氢碘酸中置换出氢气
--第6.4节测试 电极电势应用
-6.5 元素电势图及其应用
--第6.5节测试 元素电势图及其应用
-第6章测试 氧化还原平衡
-7.1 玻尔氢原子模型
--第7.1节测试 玻尔氢原子模型
-7.2 波粒二象性
--第7.2节测试 波粒二象性
-7.3 薛定谔方程
--第7.3节测试 薛定谔方程
-7.4 四个量子数
--第7.4节测试 四个量子数
-7.5 波函数角度分布图
--第7.5节测试 波函数角度分布图
-7.6 多电子原子结构
--第7.6节测试 多电子原子结构
-7.7 元素性质的周期性变化
--第7.7节讨论 说说电离能和电子亲合能的变化趋势,其中有哪些特例
--第7.7节测试 元素性质的周期性变化
-第7章测试 原子结构与元素周期律
-8.1 现代价键理论
--第8.1节测试 现代价键理论
-8.2 杂化轨道理论
--第8.2节讨论 sp、sp2、sp3杂化轨道的成键能力的大小次序?
--第8.2节测试 杂化轨道理论
-8.3 价层电子对互斥理论
--第8.3节测试 价层电子对互斥理论
-8.4 分子轨道理论
--第8.4节测试 分子轨道理论
-第8章讨论 为什么说杂化轨道理论和价层电子对互斥理论存在互补关系
-第8章测试 分子结构
-9.1 晶体结构
--第9.1节测试 晶体结构
-9.2 金属键理论与金属晶体
--第9.2节测试 金属键与金属晶体
-9.3 离子键与离子晶体
--第9.3节测试 离子键与离子晶体
-9.4 离子极化理论
--第9.4节测试 离子极化理论
-9.5 分子间力与分子晶体
--第9.5节测试 分子间力与分子晶体
-9.6 氢键
--第9.6节测试 氢键
-第9章测试 晶体结构
-10.1 配位化合物组成及命名
--第10.1节测试 配位化合物组成和命名
-10.2 配合物解离平衡
--第10.2节测试 配合物解离平衡
-10.3 配合物解离平衡的移动
--第10.3节测试 配合物解离平衡移动
-10.4 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
--第10.4节测试 配合物的化学键理论-杂化轨道理论
-10.5 配合物的晶体场理论
--第10.5节测试 配合物的晶体场理论
-第10章讨论 为什么大多数金属水合离子有颜色,但是锌离子、银离子无色
-第10章测试 配位化学基础
-第11章测试 氢和稀有气体
-第12章测试 碱金属和碱土金属
-第13章测试 硼族、碳族和氮族元素
-第14章测试 氧族元素和卤素
-第15章测试 过渡元素
-动植物体中微量元素的检测
-趣味实验小视频
--糖球烧焦案.m
--指纹重现江湖
--紫甘蓝汁的传奇