本文目录一览:
- 1、铜锌电池在标准状态下的电池电势
- 2、求标准电极电势表
- 3、求全元素的电负性与标准电极电势表
- 4、电极电势详细资料大全
- 5、标准电极电势表的公式
- 6、有那几种标准电极电势?
- 7、要查找电极电位可以在什么上查阅
- 8、电极电势E的高低表示什么?
- 9、求化学 标准电极电势表 酸碱两份 一定要按大小排序 不然不采纳哦
- 10、应用电极电势表
铜锌电池在标准状态下的电池电势
1、E0Cu2+/Cu == 0.345v
2、E0Zn2+/Zn == -0.763v
3、铜锌电池在标准状态下的电池电势 == 0.345-(-0.763 ) ==1.108v
原理:铜、锌两电极,一同浸入稀H2SO4时,由于锌比铜活泼,容易失去电子,锌被氧化成Zn2+进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的H+从铜片获得电子,被还原成氢原子氢原子结合成氢分子从铜片上放出。
扩展资料:
在热力学里,电动势
乘以电荷量
,就是分离电荷所做的功项目。对于可逆过程,当电动势促使电荷在电池内移动时,内能的变化包括这项目:其中,U 是内能, S 是熵, T 是绝对温度,V 是体积, P 是压强。假设电池为丹尼耳电池,由于在这种电池内进行的反应不会产生气体,系统体积不变,方程式简化为
让熵 S 为T 和 Z 的函数,熵的全微分为
假设等温过程,那么,方程式右手边的第一个项目等于零:
将这方程式带入内能的方程式:
这方程式右手边的第二个项目是“充电热”(heat of charging),定义为在一个等温可逆的充电过程,系统的热能吸收率
:
吸收率
比较不容易计算,可以找更有用的变数替换。思考亥姆霍兹自由能 F :
所以,
是一对共轭变量(Conjugate variables)。其马克士威关系式为:
带入内能的方程式:
通常,电动势跟温度T 、电荷量 Z 有关。假若,能够使丹尼耳电池内的溶液保持饱和状态,有很多离子化合物随时准备分解进入溶液,则电动势跟电荷量无关,只跟温度有关:
对于丹尼耳电池,体积不变,假设等压过程,则焓的改变
,称为“反应热”,等于内能的改变:
使得一莫耳的金属原子进入溶液所需要的电荷量为
其中, z 是金属离子的电价,
是亚佛加厥常数, e 是基本电荷量。假设恒压、恒体积,则电池的热力学性质与电动势的紧密关系,以方程式表达为
这样,只要得到电动势与温度之间关系的资料,从测量电动势和温度的数据,很容易就能够准确地计算出某化学反应的反应热。
参考资料:百度百科-锌铜电池
(1)E0Cu2+/Cu == 0.345v
(2)E0Zn2+/Zn == -0.763v
(3)铜锌电池在标准状态下的电池电势 == 0.345-(-0.763 ) ==1.108v
E0Cu2+/Cu == 0.345v
E0Zn2+/Zn == -0.763v
铜锌电池在标准状态下的电池电势 == 0.345-(-0.763 ) ==1.108v
扩展资料:
标准电极电势表,半反应按电极电势由低到高排序,可十分简明地判断氧化还原反应的方向。标准电极电势是可逆电极在标准状态及平衡态时的电势,也就是标准态时的电极电势。
标准电极电势有很大的实用价值,可用来判断氧化剂与还原剂的相对强弱,判断氧化还原反应的进行方向,计算原电池的电动势、反应自由能、平衡常数,计算其他半反应的标准电极电势,等等。
参考资料:百度百科——铜锌原电池
参考资料:百度百科——标准电极电势表
参考资料:百度百科——锌铜电池
求标准电极电势表
1 在酸性溶液中 (298K)
电对 方程式 Eq/V
Li(I)-(0) Li++e-=Li -3.0401
Cs(I)-(0) Cs++e-=Cs -3.026
Rb(I)-(0) Rb++e-=Rb -2.98
K(I)-(0) K++e-=K -2.931
Ba(II)-(0) Ba2++2e-=Ba -2.912
Sr(II)-(0) Sr2++2e-=Sr -2.89
Ca(II)-(0) Ca2++2e-=Ca -2.868
Na(I)-(0) Na++e-=Na -2.71
La(III)-(0) La3++3e-=La -2.379
Mg(II)-(0) Mg2++2e-=Mg -2.372
Ce(III)-(0) Ce3++3e-=Ce -2.336
H(0)-(-I) H2(g)+2e-=2H- -2.23
Al(III)-(0) AlF63-+3e-=Al+6F- -2.069
Th(IV)-(0) Th4++4e-=Th -1.899
Be(II)-(0) Be2++2e-=Be -1.847
U(III)-(0) U3++3e-=U -1.798
Hf(IV)-(0) HfO2++2H++4e-=Hf+H2O -1.724
Al(III)-(0) Al3++3e-=Al -1.662
Ti(II)-(0) Ti2++2e-=Ti -1.630
Zr(IV)-(0) ZrO2+4H++4e-=Zr+2H2O -1.553
Si(IV)-(0) [SiF6]2-+4e-=Si+6F- -1.24
Mn(II)-(0) Mn2++2e-=Mn -1.185
Cr(II)-(0) Cr2++2e-=Cr -0.913
Ti(III)-(II) Ti3++e-=Ti2+ -0.9
B(III)-(0) H3BO3+3H++3e-=B+3H2O -0.8698
*Ti(IV)-(0) TiO2+4H++4e-=Ti+2H2O -0.86
Te(0)-(-II) Te+2H++2e-=H2Te -0.793
Zn(II)-(0) Zn2++2e-=Zn -0.7618
Ta(V)-(0) Ta2O5+10H++10e-=2Ta+5H2O -0.750
Cr(III)-(0) Cr3++3e-=Cr -0.744
Nb(V)-(0) Nb2O5+l0H++10e-=2Nb+5H2O -0.644
As(0)-(-III) As+3H++3e-=AsH3 -0.608
U(IV)-(III) U4++e-=U3+ -0.607
Ga(III)-(0) Ga3++3e-=Ga -0.549
P(I)-(0) H3PO2+H++e-=P+2H2O -0.508
P(III)-(I) H3PO3+2H++2e-=H3PO2+H2O -0.499
*C(IV)-(III) 2CO2+2H++2e-=H2C2O4 -0.49
Fe(II)-(0) Fe2++2e-=Fe -0.447
Cr(III)-(II) Cr3++e-=Cr2+ -0.407
Cd(II)-(0) Cd2++2e-=Cd -0.4030
Se(0)-(-II) Se+2H++2e-=H2Se(aq) -0.399
Pb(II)-(0) PbI2+2e-=Pb+2I- -0.365
Eu(III)-(II) Eu3++e-=Eu2+ -0.36
Pb(II)-(0) PbSO4+2e-=Pb+SO42- -0.3588
In(III)-(0) In3++3e-=In -0.3382
Tl(I)-(0) Tl++e-=Tl -0.336
Co(II)-(0) Co2++2e-=Co -0.28
P(V)-(III) H3PO4+2H++2e-=H3PO3+H2O -0.276
Pb(II)-(0) PbCl2+2e-=Pb+2Cl- -0.2675
Ni (II)-(0) Ni2++2e-=Ni -0.257
V(III)-(II) V3++e-=V2+ -0.255
Ge(IV)-(0) H2GeO3+4H++4e-=Ge+3H2O -0.182
Ag(I)-(0) AgI+e-=Ag+I- -0.15224
Sn(II)-(0) Sn2++2e-=Sn -0.1375
Pb(II)-(0) Pb2++2e-=Pb -0.1262
*C(IV)-(II) CO2(g)+2H++2e-=CO+H2O -0.12
P(0)-(-III) P(white)+3H++3e-=PH3(g) -0.063
Hg(I)-(0) Hg2I2+2e-=2Hg+2I- -0.0405
Fe(III)-(0) Fe3++3e-=Fe -0.037
H(I)-(0) 2H++2e-=H2 0.0000
Ag(I)-(0) AgBr+e-=Ag+Br- 0.07133
S(II.V)-(II) S4O62-+2e-=2S2O32- 0.08
*Ti(IV)-(III) TiO2++2H++e-=Ti3++H2O 0.1
S(0)-(-II) S+2H++2e-=H2S(aq) 0.142
Sn(IV)-(II) Sn4++2e-=Sn2+ 0.151
Sb(III)-(0) Sb2O3+6H++6e-=2Sb+3H2O 0.152
Cu(II)-(I) Cu2++e-=Cu+ 0.153
Bi(III)-(0) BiOCl+2H++3e-=Bi+Cl-+H2O 0.1583
S(VI)-(IV) SO42-+4H++2e-=H2SO3+H2O 0.172
Sb(III)-(0) SbO++2H++3e-=Sb+H2O 0.212
Ag(I)-(0) AgCl+e-=Ag+Cl- 0.22233
As(III)-(0) HAsO2+3H++3e-=As+2H2O 0.248
Hg(I)-(0) Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-(饱和KCl) 0.26808
Bi(III)-(0) BiO++2H++3e-=Bi+H2O 0.320
U(VI)-(IV) UO22++4H++2e-=U4++2H2O 0.327
C(IV)-(III) 2HCNO+2H++2e-=(CN)2+2H2O 0.330
V(IV)-(III) VO2++2H++e-=V3++H2O 0.337
Cu(II)-(0) Cu2++2e-=Cu 0.3419
Re(VII)-(0) ReO4-+8H++7e-=Re+4H2O 0.368
Ag(I)-(0) Ag2CrO4+2e-=2Ag+CrO42- 0.4470
S(IV)-(0) H2SO3+4H++4e-=S+3H2O 0.449
Cu(I)-(0) Cu++e-=Cu 0.521
I(0)-(-I) I2+2e-=2I- 0.5355
I(0)-(-I) I3-+2e-=3I- 0.536
As(V)-(III) H3AsO4+2H++2e-=HAsO2+2H2O 0.560
Sb(V)-(III) Sb2O5+6H++4e-=2SbO++3H2O 0.581
Te(IV)-(0) TeO2+4H++4e-=Te+2H2O 0.593
U(V)-(IV) UO2++4H++e-=U4++2H2O 0.612
**Hg(II)-(I) 2HgCl2+2e-=Hg2Cl2+2Cl- 0.63
Pt(IV)-(II) [PtCl6]2-+2e-=[PtCl4]2-+2Cl- 0.68
O(0)-(-I) O2+2H++2e-=H2O2 0.695
Pt(II)-(0) [PtCl4]2-+2e-=Pt+4Cl- 0.755
*Se(IV)-(0) H2SeO3+4H++4e-=Se+3H2O 0.74
Fe(III)-(II) Fe3++e-=Fe2+ 0.771
Hg(I)-(0) Hg22++2e-=2Hg 0.7973
Ag(I)-(0) Ag++e-=Ag 0.7996
Os(VIII)-(0) OsO4+8H++8e-=Os+4H2O 0.8
N(V)-(IV) 2NO3-+4H++2e-=N2O4+2H2O 0.803
Hg(II)-(0) Hg2++2e-=Hg 0.851
Si(IV)-(0) (quartz)SiO2+4H++4e-=Si+2H2O 0.857
Cu(II)-(I) Cu2++I-+e-=CuI 0.86
N(III)-(I) 2HNO2+4H++4e-=H2N2O2+2H2O 0.86
Hg(II)-(I) 2Hg2++2e-=Hg22+ 0.920
N(V)-(III) NO3-+3H++2e-=HNO2+H2O 0.934
Pd(II)-(0) Pd2++2e-=Pd 0.951
N(V)-(II) NO3-+4H++3e-=NO+2H2O 0.957
N(III)-(II) HNO2+H++e-=NO+H2O 0.983
I(I)-(-I) HIO+H++2e-=I-+H2O 0.987
V(V)-(IV) VO2++2H++e-=VO2++H2O 0.991
V(V)-(IV) V(OH)4++2H++e-=VO2++3H2O 1.00
Au(III)-(0) [AuCl4]-+3e-=Au+4Cl- 1.002
Te(VI)-(IV) H6TeO6+2H++2e-=TeO2+4H2O 1.02
N(IV)-(II) N2O4+4H++4e-=2NO+2H2O 1.035
N(IV)-(III) N2O4+2H++2e-=2HNO2 1.065
I(V)-(-I) IO3-+6H++6e-=I-+3H2O 1.085
Br(0)-(-I) Br2(aq)+2e-=2Br- 1.0873
Se(VI)-(IV) SeO42-+4H++2e-=H2SeO3+H2O 1.151
Cl(V)-(IV) ClO3-+2H++e-=ClO2+H2O 1.152
Pt(II)-(0) Pt2++2e-=Pt 1.18
Cl(VII)-(V) ClO4-+2H++2e-=ClO3-+H2O 1.189
I(V)-(0) 2IO3-+12H++10e-=I2+6H2O 1.195
Cl(V)-(III) ClO3-+3H++2e-=HClO2+H2O 1.214
Mn(IV)-(II) MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O 1.224
O(0)-(-II) O2+4H++4e-=2H2O 1.229
Tl(III)-(I) T13++2e-=Tl+ 1.252
Cl(IV)-(III) ClO2+H++e-=HClO2 1.277
N(III)-(I) 2HNO2+4H++4e-=N2O+3H2O 1.297
**Cr(VI)-(III) Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O 1.33
Br(I)-(-I) HBrO+H++2e-=Br-+H2O 1.331
Cr(VI)-(III) HCrO4-+7H++3e-=Cr3++4H2O 1.350
Cl(0)-(-I) Cl2(g)+2e-=2Cl- 1.35827
Cl(VII)-(-I) ClO4-+8H++8e-=Cl-+4H2O 1.389
Cl(VII)-(0) ClO4-+8H++7e-=1/2Cl2+4H2O 1.39
Au(III)-(I) Au3++2e-=Au+ 1.401
Br(V)-(-I) BrO3-+6H++6e-=Br-+3H2O 1.423
I(I)-(0) 2HIO+2H++2e-=I2+2H2O 1.439
Cl(V)-(-I) ClO3-+6H++6e-=Cl-+3H2O 1.451
Pb(IV)-(II) PbO2+4H++2e-=Pb2++2H2O 1.455
Cl(V)-(0) ClO3-+6H++5e-=1/2Cl2+3H2O 1.47
Cl(I)-(-I) HClO+H++2e-=Cl-+H2O 1.482
Br(V)-(0) BrO3-+6H++5e-=l/2Br2+3H2O 1.482
Au(III)-(0) Au3++3e-=Au 1.498
Mn(VII)-(II) MnO4-+8H++5e-=Mn2++4H2O 1.507
Mn(III)-(II) Mn3++e-=Mn2+ 1.5415
Cl(III)-(-I) HClO2+3H++4e-=Cl-+2H2O 1.570
Br(I)-(0) HBrO+H++e-=l/2Br2(aq)+H2O 1.574
N(II)-(I) 2NO+2H++2e-=N2O+H2O 1.591
I(VII)-(V) H5IO6+H++2e-=IO3-+3H2O 1.601
Cl(I)-(0) HClO+H++e-=1/2Cl2+H2O 1.611
Cl(III)-(I) HClO2+2H++2e-=HClO+H2O 1.645
Ni(IV)-(II) NiO2+4H++2e-=Ni2++2H2O 1.678
Mn(VII)-(IV) MnO4-+4H++3e-=MnO2+2H2O 1.679
Pb(IV)-(II) PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O 1.6913
Au(I)-(0) Au++e-=Au 1.692
Ce(IV)-(III) Ce4++e-=Ce3+ 1.72
N(I)-(0) N2O+2H++2e-=N2+H2O 1.766
O(-I)-(-II) H2O2+2H++2e-=2H2O 1.776
Co(III)-(II) Co3++e-=Co2+(2mol·L-1 H2SO4) 1.83
Ag(II)-(I) Ag2++e-=Ag+ 1.980
S(VII)-(VI) S2O82-+2e-=2SO42- 2.010
O(0)-(-II) O3+2H++2e-=O2+H2O 2.076
O(II)-(-II) F2O+2H++4e-=H2O+2F- 2.153
Fe(VI)-(III) FeO42-+8H++3e-=Fe3++4H2O 2.20
O(0)-(-II) O(g)+2H++2e-=H2O 2.421
F(0)-(-I) F2+2e-=2F- 2.866
F2+2H++2e-=2HF 3.053
求全元素的电负性与标准电极电势表
氢 2.1 锂 0.98 铍 1.57 硼 2.04 碳 2.55 氮 3.04 氧 3.44 氟 3.98
钠 0.93 镁 1.31 铝 1.61 硅 1.90 磷 2.19 硫 2.58 氯 3.16
钾 0.82 钙 1.00 锰 1.55 铁 1.83 镍 1.91 铜 1.9 锌 1.65 镓 1.81 锗 2.01 砷 2.18 硒 2.48 溴 2.96
铷 0.82 锶 0.95 银 1.93 碘 2.66 钡 0.89 金 2.54 铅 2.33
一般来说,电负性大于1.8的是非金属元素,而小于等于1.8的往往是金属元素(当然,其中也存在例外)
标准电极电势表
半反应 E° (V) 来源
& -9
Zz 9
N ?N2(g) + H+ + e? HN3(aq) -3.09 [6]
Li+ + e? Li(s) -3.0401 [5]
N2(g) + 4?H2O + 2?e? 2?NH2OH(aq) + 2?OH? -3.04 [6]
Cs+ + e? Cs(s) -3.026 [5]
Rb+ + e? Rb(s) -2.98 [4]
K+ + e? K(s) -2.931 [5]
Ba2+ + 2?e? Ba(s) -2.912 [5]
La(OH)3(s) + 3?e? La(s) + 3OH? -2.90 [5]
Sr2+ + 2?e? Sr(s) -2.899 [5]
Ca2+ + 2?e? Ca(s) -2.868 [5]
Eu2+ + 2?e? Eu(s) -2.812 [5]
Ra2+ + 2?e? Ra(s) -2.8 [5]
Na+ + e? Na(s) -2.71 [5][9]
La3+ + 3?e? La(s) -2.379 [5]
Y3+ + 3?e? Y(s) -2.372 [5]
Mg2+ + 2?e? Mg(s) -2.372 [5]
ZrO(OH)2(s) + H2O + 4?e? Zr(s) + 4OH? -2.36 [5]
Al(OH)4? + 3?e? Al(s) + 4?OH? -2.33
Al(OH)3(s) + 3?e? Al(s) + 3OH? -2.31
H2(g) + 2?e? 2?H? -2.25
Ac3+ + 3?e? Ac(s) -2.20
Be2+ + 2?e? Be(s) -1.85
U3+ + 3?e? U(s) -1.66 [7]
Al3+ + 3?e? Al(s) -1.66 [9]
Ti2+ + 2?e? Ti(s) -1.63 [9]
ZrO2(s) + 4?H+ + 4?e? Zr(s) + 2?H2O -1.553 [5]
Zr4+ + 4?e? Zr(s) -1.45 [5]
TiO(s) + 2?H+ + 2?e? Ti(s) + H2O -1.31
Ti2O3(s) + 2?H+ + 2?e? 2?TiO(s) + H2O -1.23
Ti3+ + 3?e? Ti(s) -1.21
Te(s) + 2?e? Te2? -1.143 [2]
V2+ + 2?e? V(s) -1.13 [2]
Nb3+ + 3?e? Nb(s) -1.099
Sn(s) + 4?H+ + 4?e? SnH4(g) -1.07
Mn2+ + 2?e? Mn(s) -1.029 [9]
SiO2(s) + 4?H+ + 4?e? Si(s) + 2?H2O -0.91
B(OH)3(aq) + 3?H+ + 3?e? B(s) + 3?H2O -0.89
TiO2+ + 2?H+ + 4?e? Ti(s) + H2O -0.86
Bi(s) + 3?H+ + 3?e? BiH3 -0.8
H2?H2O + 2?e? H2(g) + 2?OH? -0.8277 [5]
Zn2+ + 2?e? Zn(Hg) -0.7628 [5]
Zn2+ + 2?e? Zn(s) -0.7618 [5]
Ta2O5(s) + 10?H+ + 10?e? 2?Ta(s) + 5?H2O -0.75
Cr3+ + 3?e? Cr(s) -0.74
Au[Au(CN)2]? + e? Au(s) + 2?CN? -0.60
Ta3+ + 3?e? Ta(s) -0.6
PbO(s) + H2O + 2?e? Pb(s) + 2?OH? -0.58
Ti2?TiO2(s) + 2?H+ + 2?e? Ti2O3(s) + H2O -0.56
Ga3+ + 3?e? Ga(s) -0.53
U4+ + e? U3+ -0.52 [7]
P H3PO2(aq) + H+ + e? P(白磷[10]) + 2?H2O -0.508 [5]
P H3PO3(aq) + 2?H+ + 2?e? H3PO2(aq) + H2O -0.499 [5]
P H3PO3(aq) + 3?H+ + 3?e? P(红磷)[10] + 3H2O -0.454 [5]
Fe2+ + 2?e? Fe(s) -0.44 [9]
C2?CO2(g) + 2?H+ + 2?e? HOOCCOOH(aq) -0.43
Cr3+ + e? Cr2+ -0.42
Cd2+ + 2?e? Cd(s) -0.40 [9]
GeO2(s) + 2?H+ + 2?e? GeO(s) + H2O -0.37
Cu2O(s) + H2O + 2?e? 2?Cu(s) + 2?OH? -0.360 [5]
PbSO4(s) + 2?e? Pb(s) + SO42? -0.3588 [5]
PbSO4(s) + 2?e? Pb(Hg) + SO42? -0.3505 [5]
Eu3+ + e? Eu2+ -0.35 [7]
In3+ + 3?e? In(s) 0.34 [2]
Tl+ + e? Tl(s) -0.34 [2]
Ge(s) + 4?H+ + 4?e? GeH4(g) -0.29
Co2+ + 2?e? Co(s) -0.28 [5]
P H3PO4(aq) + 2?H+ + 2?e? H3PO3(aq) + H2O -0.276 [5]
V3+ + e? V2+ 0.26 [9]
Ni2+ + 2?e? Ni(s) -0.25
As(s) + 3?H+ + 3?e? AsH3(g) -0.23 [2]
MoO2(s) + 4?H+ + 4?e? Mo(s) + 2?H2O -0.15
Si(s) + 4?H+ + 4?e? SiH4(g) -0.14
Sn2+ + 2?e? Sn(s) -0.13
O2(g) + H+ + e? HO2?(aq) -0.13
Pb2+ + 2?e? Pb(s) -0.13 [9]
WO2(s) + 4?H+ + 4?e? W(s) + 2?H2O -0.12
P(红磷) + 3?H+ + 3?e? PH3(g) -0.111 [5]
C CO2(g) + 2?H+ + 2?e? HCOOH(aq) -0.11
Se(s) + 2?H+ + 2?e? H2Se(g) -0.11
C CO2(g) + 2?H+ + 2?e? CO(g) + H2O -0.11
SnO(s) + 2?H+ + 2?e? Sn(s) + H2O -0.10
SnO2(s) + 2?H+ + 2?e? SnO(s) + H2O -0.09
WO3(aq) + 6?H+ + 6?e? W(s) + 3?H2O -0.09 [2]
P(白磷) + 3?H+ + 3?e? PH3(g) -0.063 [5]
C HCOOH(aq) + 2?H+ + 2?e? HCHO(aq) + H2O -0.03
H 2?H+ + 2?e? H2(g) ≡ 0
S4O62? + 2?e? 2?S2O32? +0.08
Fe3O4(s) + 8?H+ + 8?e? 3?Fe(s) + 4?H2O +0.085 [8]
N2(g) + 2?H2O + 6H+ + 6?e? 2?NH4OH(aq) +0.092
HgO(s) + H2O + 2?e? Hg(l) + 2?OH? +0.0977
Cu(NH3)42+ + e? Cu(NH3)2+ + 2?NH3 +0.10 [2]
Ru(NH3)63+ + e? Ru(NH3)62+ +0.10 [7]
N2H4(aq) + 4?H2O + 2?e? 2?NH4+ + 4?OH? +0.11 [6]
Mo H2MoO4(aq) + 6?H+ + 6?e? Mo(s) + 4?H2O +0.11
Ge4+ + 4?e? Ge(s) +0.12
C(s) + 4?H+ + 4?e? CH4(g) +0.13 [2]
C HCHO(aq) + 2?H+ + 2?e? CH3OH(aq) +0.13
S(s) + 2?H+ + 2?e? H2S(g) +0.14
Sn4+ + 2?e? Sn2+ +0.15
Cu2+ + e? Cu+ +0.159 [2]
S HSO4? + 3?H+ + 2?e? SO2(aq) + 2?H2O +0.16
UO22+ + e? UO2+ +0.163 [7]
S SO42? + 4?H+ + 2?e? SO2(aq) + 2?H2O +0.17
TiO2+ + 2?H+ + e? Ti3+ + H2O +0.19
Bi3+ + 2e? Bi+ +0.2
SbO+ + 2?H+ + 3?e? Sb(s) + H2O +0.20
As H3AsO3(aq) + 3?H+ + 3?e? As(s) + 3?H2O +0.24
GeO(s) + 2?H+ + 2?e? Ge(s) + H2O +0.26
UO2+ + 4?H+ + e? U4+ + 2?H2O +0.273 [7]
Re3+ + 3?e? Re(s) +0.300
Bi3+ + 3?e? Bi(s) +0.32
VO2+ + 2?H+ + e? V3+ + H2O +0.34
Cu2+ + 2?e? Cu(s) +0.340 [2]
Fe [Fe(CN)6]3? + e? [Fe(CN)6]4? +0.36
O2(g) + 2?H2O + 4?e? 4?OH?(aq) +0.40 [9]
Mo H2MoO4 + 6?H+ + 3?e? Mo3+ + 2?H2O +0.43
Bi+ + e? Bi(s) +0.50
C CH3OH(aq) + 2?H+ + 2?e? CH4(g) + H2O +0.50
S SO2(aq) + 4?H+ + 4?e? S(s) + 2?H2O +0.50
Cu+ + e? Cu(s) +0.520 [2]
C CO(g) + 2?H+ + 2?e? C(s) + H2O +0.52
I2(s) + 2?e? 2?I? +0.54 [9]
I3? + 2?e? 3?I? +0.53 [9]
Au [AuI4]? + 3?e? Au(s) + 4?I? +0.56
As H3AsO4(aq) + 2?H+ + 2?e? H3AsO3(aq) + H2O +0.56
Au [AuI2]? + e? Au(s) + 2?I? +0.58
MnO4? + 2?H2O + 3?e? MnO2(s) + 4?OH? +0.59
S2O32?? + 6?H+ + 4?e? 2?S(s) + 3?H2O +0.60
Mo H2MoO4(aq) + 2?H+ + 2?e? MoO2(s) + 2?H2O +0.65
O2(g) + 2?H+ + 2?e? H2O2(aq) +0.70
Tl3+ + 3?e? Tl(s) +0.72
PtCl62? + 2?e? PtCl42? + 2?Cl? +0.726 [7]
Se H2SeO3(aq) + 4?H+ + 4?e? Se(s) + 3?H2O +0.74
PtCl42? + 2?e? Pt(s) + 4?Cl? +0.758 [7]
Fe3+ + e? Fe2+ +0.77
Ag+ + e? Ag(s) +0.7996 [5]
Hg22+ + 2?e? 2?Hg(l) +0.80
N NO3?(aq) + 2?H+ + e? NO2(g) + H2O +0.80
Au [AuBr4]? + 3?e? Au(s) + 4?Br? +0.85
Hg2+ + 2?e? Hg(l) +0.85
MnO4? + H+ + e? HMnO4? +0.90
Hg 2?Hg2+ + 2?e? Hg22+ +0.91 [2]
Pd2+ + 2?e? Pd(s) +0.915 [7]
Au [AuCl4]? + 3?e? Au(s) + 4?Cl? +0.93
MnO2(s) + 4?H+ + e? Mn3+ + 2?H2O +0.95
Au [AuBr2]? + e? Au(s) + 2?Br? +0.96
Br2(l) + 2?e? 2?Br? +1.07
Br2(aq) + 2?e? 2?Br? +1.09 [9]
I IO3? + 5?H+ + 4?e? HIO(aq) + 2?H2O +1.13
Au [AuCl2]? + e? Au(s) + 2?Cl? +1.15
Se HSeO4? + 3?H+ + 2?e? H2SeO3(aq) + H2O +1.15
Ag2O(s) + 2?H+ + 2?e? 2?Ag(s) + H2O +1.17
ClO3? + 2?H+ + e? ClO2(g) + H2O +1.18
Pt2+ + 2?e? Pt(s) +1.188 [7]
ClO2(g) + H+ + e? HClO2(aq) +1.19
I 2?IO3? + 12?H+ + 10?e? I2(s) + 6?H2O +1.20
ClO4? + 2?H+ + 2?e? ClO3? + H2O +1.20
O2(g) + 4?H+ + 4?e? 2?H2O +1.23 [9]
MnO2(s) + 4?H+ + 2?e? Mn2+ + 2H2O +1.23
Tl3+ + 2?e? Tl+ +1.25
Cl2(g) + 2?e? 2?Cl? +1.36 [9]
Cr2O7??? + 14?H+ + 6?e? 2?Cr3+ + 7?H2O +1.33
CoO2(s) + 4?H+ + e? Co3+ + 2?H2O +1.42
N 2?NH3OH+ + H+ + 2?e? N2H5+ + 2?H2O +1.42 [6]
I 2?HIO(aq) + 2?H+ + 2?e? I2(s) + 2?H2O +1.44
Ce4+ + e? Ce3+ +1.44
BrO3? + 5?H+ + 4?e? HBrO(aq) + 2?H2O +1.45
PbO β-PbO2(s) + 4?H+ + 2?e? Pb2+ + 2?H2O +1.460 [2]
PbO α-PbO2(s) + 4?H+ + 2?e? Pb2+ + 2?H2O +1.468 [2]
Br 2?BrO3? + 12?H+ + 10?e? Br2(l) + 6?H2O +1.48
Cl 2ClO3? + 12?H+ + 10?e? Cl2(g) + 6?H2O +1.49
MnO4? + 8?H+ + 5?e? Mn2+ + 4?H2O +1.51
O HO2? + H+ + e? H2O2(aq) +1.51
Au3+ + 3?e? Au(s) +1.52
NiO2(s) + 4?H+ + 2?e? Ni2+ + 2?OH? +1.59
Cl 2?HClO(aq) + 2?H+ + 2?e? Cl2(g) + 2?H2O +1.63
Ag2O3(s) + 6?H+ + 4?e? 2?Ag+ + 3?H2O +1.67
Cl HClO2(aq) + 2?H+ + 2?e? HClO(aq) + H2O +1.67
Pb4+ + 2?e? Pb2+ +1.69 [2]
MnO4? + 4?H+ + 3?e? MnO2(s) + 2?H2O +1.70
O H2O2(aq) + 2?H+ + 2?e? 2?H2O +1.78
AgO(s) + 2?H+ + e? Ag+ + H2O +1.77
Co3+ + e? Co2+ +1.82
Au+ + e? Au(s) +1.83 [2]
BrO4? + 2?H+ + 2?e? BrO3? + H2O +1.85
Ag2+ + e? Ag+ +1.98 [2]
S2O82? + 2?e? 2?SO42? +2.07
O3(g) + 2?H+ + 2?e? O2(g) + H2O +2.075 [7]
Mn HMnO4? + 3?H+ + 2?e? MnO2(s) + 2?H2O +2.09
F2(g) + 2?e? 2?F? +2.87 [2][9]
F2(g) + 2?H+ + 2?e? 2?HF(aq) +3.05 [2]
电极电势详细资料大全
为了获得各种电极的电极电势数值,通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势, 而确定各种不同电极的相对电极电势( electrode potential)E值。1953年国际纯粹化学与套用化学联合会(IUPAC)的建议,采用标准氢电极作为标准电极,并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
基本介绍 中文名 :电极电势 外文名 :electrode potential 提出者 :能斯特 提出时间 :1953年 套用学科 :电化学等 适用领域范围 :化学滴定分析,电池等 定义来源,标准状态,影响因素,相关套用,判断氧化剂和还原剂的相对强弱,判断氧化还原反应的方向,判断反应进行的限度,电势图, 定义来源 双电层理论 德国化学家能斯特(H.W.Nernst)提出了双电层理论(electrical double layers theory)解释电极电势的产生的原因。当金属放入溶液中时,一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下,离开金属表面进入溶液。金属性质愈活泼,这种趋势就愈大;另一方面溶液中的金属离子,由于受到金属表面电子的吸引,而在金属表面沉积,溶液中金属离子的浓度愈大,这种趋势也愈大。在一定浓度的溶液中达到平衡后,在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electrical double layers),双电层的厚度虽然很小(约为10 -8 厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势(electrode potential),并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。电极电势以符号E(M n+ /M)表示, 单位为V(伏)。 如锌的电极电势以E( /Zn) 表示, 铜的电极电势以E( /Cu) 表示。 电极电势的大小主要取决于电极的本性,并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。 标准状态 电极符号:Pt|H 2 (100kPa)|H + (1mol/L) 电极反应: 右上角的符号“?”代表标准态。 标准态要求电极处于标准压力(100kPa或1bar)下,组成电极的固体或液体物质都是纯净物质;气体物质其分压为100kPa;组成电对的有关离子(包括参与反应的介质)的浓度为1mol/L(严格的概念是活度)。通常测定的温度为298K。 用标准氢电极和待测电极在标准状态下组成电池,测得该电池的电动势值,并通过直流电压表确定电池的正负极,即可根据E 池 =E (+) -E (-) 计算各种电极的标准电极电势的相对数值。 例如在298K,用电位计测得标准氢电极和标准Zn电极所组成的原电池的电动势(E 池 )为0.76V,根据上式计算Zn/Zn 2+ 电对的标准电极为-0.76V。用同样的办法可测得Cu 2+ /Cu电对的电极电势为+0.34V。 电极的E ? 为正值表示组成电极的氧化型物质,得电子的倾向大于标准氢电极中的H + ,如铜电极中的Cu;如电极的为负值,则组成电极的氧化型物质得电子的倾向小于标准氢电极中的H + ,如锌电极中的Zn。 实际套用中,常选用一些电极电势较稳定电极如饱和甘汞电极和银-氯化银电极作为参比电极和其它待测电极构成电池,求得其它电极的电势。饱和甘汞电极的电极电势为0.24V。银-氯化银电极的电极电势为0.22V。 将不同氧化还原电对的标准电极电势数值按照由小到大的顺序排列,得到电极反应的标准电极电势表。其特点有: (1)一般采用电极反应的还原电势,每一电极的电极反应均写成还原反应形式,即:氧化型+ne - =还原型。 (2)标准电极电势是平衡电势,每个电对E?值的正负号,不随电极反应进行的方向而改变。 (3)E ? 值的大小可用以判断在标准状态下电对中氧化型物质的氧化能力和还原型物质的还原能力的相对强弱,而与参与电极反应物质的数量无关。例如: (4) 值仅适合于标态时的水溶液时的电极反应。对于非水、高温、固相反应,则有一定局限性。而对于非标态的反应可用能斯特方程转化。 影响因素 影响电极电势的因素是离子的浓度、溶液的酸碱性、沉淀剂和络合剂,判断的因素是能斯特方程。 能斯特方程式:标准电极电势是在标准状态下测定的。如果条件改变,则电对的电极电势也随之发生改变。电极电势的大小,首先取决于电极的本性,它是通过标准电极电势 来体现的。其次,溶液中离子的浓度(或气体的分压)、温度等的改变都会引起电极电势的变化。它们之间的定量关系可由能斯特方程式来表示。 相关套用 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 在标准状态下氧化剂和还原剂的相对强弱,可直接比较 值的大小。 值越小(例如Li:-3.03V)的电极其还原型物质愈易失去电子,是愈强的还原剂,对应的氧化型物质则愈难得到电子,是愈弱的氧化剂。E?值愈大的电极其氧化型物质愈易得到电子,是较强的氧化剂,对应的还原型物质则愈难失去电子,是愈弱的还原剂。 判断氧化还原反应的方向 (1)根据 值,判断标准状况下氧化还原反应进行的方向。 通常条件下,氧化还原反应总是由较强的氧化剂与还原剂向着生成较弱的氧化剂和还原剂方向进行。从电极电势的数值来看,当氧化剂电对的电势大于还原剂电对的电势时,反应才可以进行。反应以“高电势的氧化型氧化低电势的还原型”的方向进行。在判断氧化还原反应能否自发进行时,通常指的是正向反应。 (2)根据电池电动势 池值,判断氧化还原反应进行方向。 任何一个氧化还原反应,原则上都可以设计成原电池。利用原电池的电动势可以判断氧化还原反应进行的方向。由氧化还原反应组成的原电池,在标准状态下,如果电池的标准电动势>0, 则电池反应能自发进行;如果电池的标准电动势<0, 则电池反应不能自发进行。在非标准状态下,则用该状态下的电动势来判断。 从原电池的电动势与电极电势之间的关系来看,只有原电池的电动势>0 时,氧化还原反应才能自发地向正反应方向进行。也就是说,氧化剂所在电对的电极电势必须大于还原剂所在电对的电极电势,才能满足E>0的条件。 从热力学讲电池电动势是电池反应进行的推动力。当由氧化还原反应构成的电池的电动势 池大于零时,则此氧化还原反应就能自发进行。因此,电池电动势也是判断氧化还原反应能否进行的判据。 电池通过氧化还原反应产生电能,体系的自由能降低。在恒温恒压下,自由能的降低值(-△G)等于电池可能作出的最大有用电功(W 电 ): -△G=W 电 =QE=nFE 池 即: 池 在标准状态下,上式可写成: 池 当 池 为正值时, 为负值,在标准状态下氧化还原反应正向自发进行;当 池为负值时, 为正值,在标准状态下反应正向非自发进行,逆向反应自发进行。E或 愈是较大的正值,氧化还原反应正向自发进行的倾向愈大。E池或 池愈是较大的负值,逆向反应自发进行的倾向愈大。 判断反应进行的限度 ——计算平衡常数 一个化学反应的完成程度可从该反应的平衡常数大小定量地判断。因此,把标准平衡常数K φ 和热力学吉布斯自由能联系起来。 △G φ =-2.303RTlgK φ △G φ =-nFE φ 则: nFE φ =2.303RTlgK φ 标准平衡常数K φ 和标准电动势E φ 之间的关系式为:lgK φ = R为气体常数,T为绝对温度,n为氧化还原反应方程中电子转移数目,F为法拉第常数。 该式表明,在一定温度下,氧化还原反应的平衡常数与标准电池电动势有关,与反应物的浓度无关。Eφ越大,平衡常数就越大,反应进行越完全。因此,可以用Eφ值的大小来估计反应进行的程度。一般说,Eφ≥0.2~0.4V的氧化还原反应,其平衡常数均大于 ,表明反应进行的程度已相当完全了。Kφ值大小可以说明反应进行的程度,但不能决定反应速率。 电势图 大多数非金属元素和过渡元素可以存在几种氧化值,各氧化值之间都有相应的标准电极电势。可将其各种氧化值按高到低(或低到高)的顺序排列,在两种氧化值之间用直线连线起来并在直线上标明相应电极反应的标准电极电势值,以这样的图形表示某一元素各种氧化值之间电极电势变化的关系图称为元素电势图,因是拉特默(Latimer)首创,故又称为拉特默图。根据溶液pH值的不同,又可以分为两大类:(A表示酸性溶液)表示溶液的pH=0;(B表示碱性溶液)表示溶液的pH=14。书写某一元素的电势图时,既可以将全部氧化值列出,也可以根据需要列出其中的一部分。 在元素电点阵图的最右端是还原型物质,如Cl - ,最左端是氧化型物质,如ClO - 。中间的物质,相对于右端的物质是氧化型,相对于左端的物质是还原型,例如Cl相对于Cl - 是氧化型,相对于ClO - 是还原型。 判断歧化反应是否能够进行: 歧化反应即自身氧化还原反应:它是指在氧化还原反应中,氧化作用和还原作用是发生在同种分子内部同一氧化值的元素上,也就是说该元素的原子(或离子)同时被氧化和还原。 由某元素不同氧化值的三种物质所组成两个电对,按其氧化值高低排列为从左至右氧化值降低。
标准电极电势表的公式
任何温度下标准氢电极的标准电极电势值都为0,但其他电极电势值会受到温度影响。以Ni/NiO电极为例,它可以用作高温伪参比电极,在0-400°C时的电极电势大致符合以下公式:
E°(T)=-0.0003T+0.1414,T为温度
有那几种标准电极电势?
1.标准氢电极 电极符号:Pt|H2(101.3kPa)|H+(1mol.L-1) 电极反应:2H+ + 2e = H2(g) H+/ H2 = 0 V 右上角的符号“?”代表标准态. 标准态要求电极处于标准压力(100kPa或1bar)下,组成电极的固体或液体物质都是纯净物质;气体物质其分压为100kPa;组成电对的有关离子(包括参与反应的介质)的浓度为1mol.L-1(严格的概念是活度).通常测定的温度为298K.2.标准电极电势 用标准氢电极和待测电极在标准状态下组成电池,测得该电池的电动势值,并通过直流电压表确定电池的正负极,即可根据E池 = E(+)- E(-)计算各种电极的标准电极电势的相对数值. 例如在298k,用电位计测得标准氢电极和标准Zn电极所组成的原电池的电动势(E池)为0.76v,根据上式计算Zn2+/Zn电对的标准电极为-0.76v.用同样的办法可测得Cu2+/Cu电对的电极电势为+0.34v. 电极的 为正值表示组成电极的氧化型物质,得电子的倾向大于标准氢电极中的H+,如铜电极中的 Cu2+;如电极的为负值,则组成电极的氧化型物质得电子的倾向小于标准氢电极中的H+,如锌电极中的Zn2+. 实际应用中,常选用一些电极电势较稳定电极如饱和甘汞电极和银-氯化银电极作为参比电极和其它待测电极构成电池,求得其它电极的电势.饱和甘汞电极的电极电势为0.24V.银-氯化银电极的电极电势为0.22V.3.标准电极电势表 将不同氧化还原电对的标准电极电势数值按照由小到大的顺序排列,得到电极反应的标准电极电势表.其特点有: (l)一般采用电极反应的还原电势,每一电极的电极反应均写成还原反应形式,即:氧化型 + ne = 还原型; (2)标准电极电势是平衡电势,每个电对E?值的正负号,不随电极反应进行的方向而改变. (3)E?值的大小可用以判断在标准状态下电对中氧化型物质的氧化能力和还原型物质的还原能力的相对强弱,而与参与电极反应物质的数量无关.例如: I2+2e =2I- = +0.5355V 1/2 I2+e = I- = +0.5355V (4)E?值仅适合于标态时的水溶液时的电极反应.对于非水、高温、固相反应,则有一定局限性.而对于非标态的反应可用Nernst方程转化.
要查找电极电位可以在什么上查阅
要查找电极电位可以在《电化学手册》上查阅。《电化学手册》里有电极反应的标准电极电位。可以查标准电极电势表,也可以在实际的体系中用循环伏安曲线来判断。
电极电势E的高低表示什么?
当总的电池反应的E>0时,反应即可自发进行;当E>0.2V-0.4V时,反应即可进行得很彻底。至于氧化性与还原性,有一下规律:标准电极电势越高,其氧化态的氧化性越强;反之,其还原态的还原性越强。举个例子:O2 + 4H+ + 4e = 2H2O,E=1.229VClO3- + 6H+ + 6e = Cl- + 3H2O,E=1.451V所以在标准状态下(注意不是中学课本的标况!),ClO3-的氧化性比O2强。注:判断氧化性与还原性时,一定要注意生成物是什么,不同条件下生成物不同。比如如果ClO3-发生下面这个反应:ClO3- + 3H+ + 2e = HClO2 + H2O,E=1.214V此时的ClO3-的氧化性就不如O2。 电极电势的话可以查标准电极电势表。考试的时候会给出来的。但是,一些非常常见和常用的我建议你背下来,像E(O2→H2O)、E(Cl2→Cl-)等等。
求化学 标准电极电势表 酸碱两份 一定要按大小排序 不然不采纳哦
静电场的标势称为电势,或称为静电势。在电场中,某点电荷的电势能跟它所带的电荷量(与正负有关,计算时将电势能和电荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负)之比,叫做这点的电势(也可称电位),通常用φ来表示。电势是从能量角度上描述电场的物理量。(电场强度则是从力的角度描述电场)。电势差能在闭合电路中产生电流(当电势差相当大时,空气等绝缘体也会变为导体)。电势也被称为电位。
应用电极电势表
为了获得各种电极的电极电势数值,通常以某种电极的电极电势作标准与其它各待测电极组成电池,通过测定电池的电动势, 而确定各种不同电极的相对电极电势E值。1953年国际纯粹化学与应用化学联合会(IUPAC)的建议,采用标准氢电极作为标准电极,并人为地规定标准氢电极的电极电势为零。
产生
---------双电层理论
德国化学家能斯特(H.W.Nernst)提出了双电层理论(electron double layer theory)解释电极电势的产生的原因。当金属放入溶液中时,一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下,离开金属表面进入溶液。金属性质愈活泼,这种趋势就愈大;另一方面溶液中的金属离子,由于受到金属表面电子的吸引,而在金属表面沉积,溶液中金属离子的浓度愈大,这种趋势也愈大。在一定浓度的溶液中达到平衡后,在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer),双电层的厚度虽然很小(约为10^-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势(electrode potential),并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。 如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。
电极电势的大小主要取决于电极的本性,并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
电势
标准氢电极
电极符号: Pt|H2(100kPa)|H(1mol.L)
电极反应: 2H + 2e= H2(g)
E?H/ H2 = 0 V
右上角的符号“?”代表标准态。
标准态要求电极处于标准压力(100kPa或1bar)下,组成电极的固体或液体物质都是纯净物质;气体物质其分压为100kPa;组成电对的有关离子(包括参与反应的介质)的浓度为1mol.L-1(严格的概念是活度)。通常测定的温度为298K。
标准电极电势
用标准氢电极和待测电极在标准状态下组成电池,测得该电池的电动势值,并通过直流电压表确定电池的正负极,即可根据E池 = E(+)- E(-)计算各种电极的标准电极电势的相对数值。
例如在298k,用电位计测得标准氢电极和标准Zn电极所组成的原电池的电动势(E池)为0.76v,根据上式计算Zn/Zn电对的标准电极为-0.76v。用同样的办法可测得Cu/Cu电对的电极电势为+0.34v。
电极的 E?为正值表示组成电极的氧化型物质,得电子的倾向大于标准氢电极中的H+,如铜电极中的 Cu;如电极的为负值,则组成电极的氧化型物质得电子的倾向小于标准氢电极中的H+,如锌电极中的Zn。
实际应用中,常选用一些电极电势较稳定电极如饱和甘汞电极和银-氯化银电极作为参比电极和其它待测电极构成电池,求得其它电极的电势。饱和甘汞电极的电极电势为0.24V。银-氯化银电极的电极电势为0.22V。
标准电极电势表
将不同氧化还原电对的标准电极电势数值按照由小到大的顺序排列,得到电极反应的标准电极电势表。其特点有:
(l)一般采用电极反应的还原电势,每一电极的电极反应均写成还原反应形式,即:氧化型 + ne = 还原型。
(2)标准电极电势是平衡电势,每个电对E?值的正负号,不随电极反应进行的方向而改变。
(3)E?值的大小可用以判断在标准状态下电对中氧化型物质的氧化能力和还原型物质的还原能力的相对强弱,而与参与电极反应物质的数量无关。例如:
I2+2e =2I E?= +0.5355V
1/2 I2+e = I E?= +0.5355V
(4)E?值仅适合于标态时的水溶液时的电极反应。对于非水、高温、固相反应,则有一定局限性。而对于非标态的反应可用Nernst方程转化。
应用
(一)、判断氧化剂和还原剂的相对强弱
在标准状态下氧化剂和还原剂的相对强弱,可直接比较E?值的大小。
E?值越小(例如Li:-3.03v)的电极其还原型物质愈易失去电子,是愈强的还原剂,对应的氧化型物质则愈难得到电子,是愈弱的氧化剂。E?值愈大的电极其氧化型物质愈易得到电子,是较强的氧化剂,对应的还原型物质则愈难失去电子,是愈弱的还原剂。
[例1] 在下列电对中选择出最强的氧化剂和最强的还原剂。并指出各氧化态物种的氧化能力和各还原态物种的还原能力强弱顺序。
MnO4-/Mn2+、Cu2+/Cu、Fe3+ /Fe2+、I2/I-、Cl2/Cl-、Sn4+/Sn2+
(二)、判断氧化还原反应的方向
1.根据E?值,判断标准状况下氧化还原反应进行的方向。
通常条件下,氧化还原反应总是由较强的氧化剂与还原剂向着生成较弱的氧化剂和还原剂方向进行。从电极电势的数值来看,当氧化剂电对的电势大于还原剂电对的电势时,反应才可以进行。反应以“高电势的氧化型氧化低电势的还原型”的方向进行。在判断氧化还原反应能否自发进行时,通常指的是正向反应。
2.根据电池电动势E?池值,判断氧化还原反应进行方向。
任何一个氧化还原反应,原则上都可以设计成原电池。利用原电池的电动势可以判断氧化还原反应进行的方向。由氧化还原反应组成的原电池,在标准状态下,如果电池的标准电动势 >0, 则电池反应能自发进行;如果电池的标准电动势 <0, 则电池反应不能自发进行。在非标准状态下,则用该状态下的电动势来判断。
从原电池的电动势与电极电势之间的关系来看,只有 > 时,氧化还原反应才能自发地向正反应方向进行。也就是说,氧化剂所在电对的电极电势必须大于还原剂所在电对的电极电势,才能满足E >0的条件。
从热力学讲电池电动势是电池反应进行的推动力。当由氧化还原反应构成的电池的电动势E?池大于零时,则此氧化还原反应就能自发进行。因此,电池电动势也是判断氧化还原反应能否进行的判据。
电池通过氧化还原反应产生电能,体系的自由能降低。在恒温恒压下,自由能的降低值(-△G)等于电池可能作出的最大有用电功(W电):
-△G=W电=QE=nFE池
即△G=-nFE池
在标准状态下,上式可写成:
△G? = -nFE?池
当E?池 为正值时,△G?为负值,在标准状态下氧化还原反应正向自发进行;当E?池为负值时,△G?为正值,在标准状态下反应正向非自发进行,逆向反应自发进行。E或E?愈是较大的正值,氧化还原反应正向自发进行的倾向愈大。E池或E?池愈是较大的负值,逆向反应自发进行的倾向愈大。
[例2] 试判断反应 Br2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Br- 在标准状态下进行的方向。
解:查表知:E? Fe3+/Fe2+ = +0.77V
E? Br/Br- = +1.07V
由反应式可知:Br 是氧化剂,Fe 是还原剂。
故上述电池反应的 = +1.07-0.77=0.29V>0
(三).判断反应进行的限度
——计算平衡常数
一个化学反应的完成程度可从该反应的平衡常数大小定量地判断。因此,把标准平衡常数Kφ和热力学吉布斯自由能联系起来。
△Gφ=-2.303RTlgKφ
△Gφ=-nFEφ
则: nFEφ = 2.303RTlgKφ
标准平衡常数Kφ和标准电动势Eφ之间的关系式为:
nFEφ
lgKφ = ————————
2.303RT
R为气体常数,T为绝对温度,n为氧化还原反应方程中电子转移数目,F为法拉第常数。
该式表明,在一定温度下,氧化还原反应的平衡常数与标准电池电动势有关,与反应物的浓度无关。Eφ越大,平衡常数就越大,反应进行越完全。因此,可以用Eφ值的大小来估计反应进行的程度。一般说,Eφ≥0.2~0.4V的氧化还原反应,其平衡常数均大于106( K>106 ),表明反应进行的程度已相当完全了。Kφ值大小可以说明反应进行的程度,但不能决定反应速率。