08 第八章 电极电位.pptx

第1页：第八章 电极电位

第八章 电极电位

第2页：电化学

电极电位(electrode potential)属于电化学的重要概念。电化学(electrochemistry)是研究电能和化学能相互转化的一门学科，电化学反应属于氧化还原反应(oxidation-reduction reaction)，即有电子得失或转移、氧化值变化的反应。

电化学是生命科学的一门基础相关学科，电化学方法和电化学仪器已经成为发现、诊断、估量疾病进程和治疗疾病的重要方法和手段。

第3页：第一节 原电池

第一节 原电池

第4页：一、原电池的概念

一、原电池的概念

将化学能转变成电能的装置称为原电池(primarycell)，简称电池。例如，将锌片置入硫酸铜溶液中，锌片逐渐溶解变成Zn2+进入溶液，Cu2+则变成金属Cu从溶液中析出,沉积于锌片表面，其离子反应式为一、原电池的概念

第5页：从可以看出

从可以看出这是一个自发性很强的反应，但该反应的化学能只能以热能的形式输出，无法形成电流。为了得到电能，将此反应拆成两个半反应（发生还原反应）（发生氧化反应）

第6页：不使Zn与CuSO4直接接触

不使Zn与CuSO4直接接触

使上述两个半反应分别在两个不同的容器中进行。用盐桥(salt bridge)连接两溶液，用金属导线将两金属片及检流计串联在一起，连通后可以观察到检流计的指针发生偏转，说明回路中有电流通过，这就是铜锌原电池，又称丹聂尔(Daniell)电池。原电池可以将自发进行的氧化还原反应所产生的化学能转变为电能，同时做电功。将化学能转变成电能的装置称为原电池(primarycell)，简称电池。

第7页：

第8页：原电池组成：1.正极

原电池组成：

• 正极(anode)：（氧化剂Cu2+得到电子，发生还原反应）
• 负极(cathode)：(还原剂Zn失去电子，发生氧化反应)
• 盐桥：沟通电流通路，消除液接电位差。

第9页：电极反应与电池反应原电池中接受电子的电极

• 电极反应与电池反应原电池中接受电子的电极为正极(anode)放出电子的电极为负极(cathode)电子由负极流向正极，而电流由正极流向负极。在铜—锌原电池中，电子从锌片流向铜片，说明锌电极的电位比铜电极的低，则锌电极为负极，铜电极为正极。
• 电极反应与电池反应

第10页：由半电池反应相加所得总反应

正极反应或负极反应又称作半电池反应(half-cellreaction)。由半电池反应相加所得总反应为电池反应(cell reaction)：可以看出电池反应就是氧化还原反应。

电池反应属于电化学反应，虽然电化学反应和一般化学反应的初、终状态是相同的，但反应途径是不同的。

第11页：氧化还原与氧化值1970年

（二）氧化还原与氧化值1970年，国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义是：元素的氧化值是该元素一个原子的荷电数，这种荷电数是将成键电子指定给电负性较大的原子而求得的。

第12页：单质中元素的氧化值

确定元素氧化值要遵循以下几条规则：

• 单质中元素的氧化值为零。因为像F
• O2、C12等单质分子，其成键电子无偏向，因此原子的形式荷电数为零。2.单原子离子，元素的氧化值等于离子的电荷数。如C1-的氧化值为-l，Mg2+的为+2；对于多原子离子,所有元素的氧化值之和等于离子的电荷数。

第13页：F在化合物中氧化值为-1

3. F在化合物中氧化值为-1；O在化合物中氧化值一般为-2，但在过氧化物(如H2O2)中为-1，在超氧化物(如KO2)中为-1/2。

在OF2中为+2(F的电负性比O大)；H在化合物中的氧化值一般为+l，但在金属氢化物中(如NaH、CaH2)为-1( H的电负性比金属大)。

第14页：所有元素的氧化值之

• 在电中性的化合物中，所有元素的氧化值之和为零。
• 复杂离子中，所有元素的氧化值的代数和等于离子所带的电荷数。

第15页：根据以上规则，可以求算较复杂化合物中元素

根据以上规则，可以求算较复杂化合物中元素的氧化值。例如，在中Mn的氧化值为+7：x+(-2)×4=-1，x=+7Fe3O4中Fe的氧化值为+8/3。

3x+(-2)×4=0，x=+8/3C2H6中C的氧化值为+3。2x+(+1)×6=0，x=+3

第16页：根据以上规则（续）

根据以上规则（续）

凡是元素氧化值升高的过程称为氧化(oxidation)，元素氧化值降低的过程称为还原(reduction)。因而氧化还原反应的特征就是元素氧化值发生了改变。例如铜的氧化值由+2降低为0，发生了还原反应；锌的氧化值由0升高为+2，发生了氧化反应。

第17页：氧化还原反应的本质

氧化还原反应的本质

是电子的得失或转移。失去电子的物质称为还原剂(reducer)，获得电子的物质称为氧化剂(oxidant)。例如，在以下两个反应中Fe3+和Br2为反应中的氧化剂，Sn2+和P4为反应中的还原剂。

第18页：氧化还原

（三）氧化还原半反应与氧化还原电对任何氧化还原反应都可拆成两个半反应(half-reaction)。如反应可拆成(氧化反应)(还原反应)

第19页：氧化型物质

氧化型(oxidation state)物质：Fe3+、Sn4+还原型(reduction state)物质：Fe2+、Sn2+氧化还原电对(redox couple)：Fe3+/ Fe2+、Sn4+/Sn2+书写氧化还原电对时将氧化型写在斜线左边，还原型写在斜线右边。

Ox/Red

第20页：氧化型物质（续）

在氧化还原反应中，物质的氧化型和它的还原型可以互相转变。同一种物质的氧化型和它的还原型之间也存在共轭关系。或表示为式中n为反应中转移的电子数目。

第21页：氧化还原电对中的氧化型的氧化能力

氧化还原电对中的氧化型的氧化能力与还原型的还原能力的关系：

第22页：由半电池反应相加所得总反应

正极反应和负极反应又称作半电池反应(half-cellreaction)。由半电池反应相加所得总反应为电池反应(cell reaction)：Zn + Cu2+＝Cu + Zn2+可以看出电池反应就是氧化还原反应。

第23页：三、电极组成和电极类型

原电池中的半电池又称为电极(electrode)。（一）电极组成的符号表示方法：

• 金属(电极极板)与溶液之间的界面用“│”分开；
• 同一相中的不同物质之间，以及电极中的其它相界面用“,”分开；
• 当气体或液体不能直接和普通导线相连时，应以不活泼的惰性导体,如C(gra)、Pt作电极板起导电作用；
• 纯气体、液体和固体，如H2(g)、Br2(1)和I2(s),应标出其物理状态并紧靠电极板；溶液注明浓度，若为气体应标注分压(单位kPa)。三、电极组成和电极类型

第24页：常用的电极有以下几类

（二）常用的电极有以下几类：1.金属－金属离子电极:这种电极是由金属板插入到该金属的盐溶液中构成的，它只有一个界面。如银电极。

电极组成式电极反应

第25页：气体电极:将气体物质通入含有相应离子的溶

2.气体电极:将气体物质通入含有相应离子的溶液中，并用惰性金属(如铂)作导电极板构成的电极叫气体电极。常见的有氢电极和氯电极。

电极组成式电极反应

第26页：氯化银电极

3.金属－金属难溶电解质-阴离子电极:这类电极有两个界面。常用的氯化银电极和甘汞电极属于此类电极。氯化银电极是将Ag丝上涂有AgCl，然后浸到一定浓度的盐酸溶液中。

电极组成式电极反应

第27页：金属-金属难溶氧化物电极，如汞-氧化汞电

金属-金属难溶氧化物电极，如汞-氧化汞电极，电极组成式：电极反应：

第28页：氧化还原电极

4.氧化还原电极:将惰性电极板(Pt或石墨)浸入含有同一元素的两种不同氧化值的离子的溶液中构成此类电极。如将Pt片插入含有Fe3+及Fe2+的溶液中。

电极组成式电极反应

第29页：四、电池组成式

两个电极组合起来构成原电池。书写原电池时,习惯上把负极写在左边，正极写在右边；两个半电池间的盐桥（或多孔隔膜）用“‖”表示。

铜锌原电池可表示为：四、电池组成式

第30页：例8-1 将反应设计为原电池，写出正

【例8-1】将反应设计为原电池，写出正、负极的反应、电池反应、电池组成式。

【解】正极反应：负极反应：

第31页：电池反应

电池反应是将正、负极反应按得失电子数相等的原则合并得到：电池组成式

第32页：几个常见的复杂氧化反应

几个常见的复杂氧化反应

第33页：例8-2 写出并配平下列各电池的电极反应

【例8-2】写出并配平下列各电池的电极反应、电池反应，并说明电极的种类

【解】正极反应：此电极为金属-金属难溶盐电极负极反应：此电极为金属-金属难溶盐电极电池反应：

第34页：五、电池电动势

五、电池电动势

电池之所以能产生电流，是因为在正极和负极之间存在着电位差，这个电位差称为电池的电动势(electromotive force)。电极电位常用符号表示，则电池的电动势E为五、电池电动势

第35页：第二节 电极电位

第二节 电极电位

第36页：一、电极电位

一、电极电位

本页为该小节标题页，具体内容以原课件中的公式与图示呈现。

第37页：电极电位

电极电位

金属表面附近的溶液间，形成了双电层(electricdouble layer)。金属和溶液间形成了电位差。这种双电层的电位差称为电极电位(electrode potential)，这是绝对电极电位。电极电位的大小与金属的本性、温度和金属离子的浓度有关。

第38页：二、电极电位

电极电位的绝对值无法测定，可以选定标准氢电极(standard hydrogen electrode，简记为SHE)作为参照标准，测定其相对值。

• 标准氢电极
• 电极电位的测定——相对电极电位

第39页：

第40页：电极电位的测定欲测定指定电极的电位

电极电位的测定欲测定指定电极的电位

电极电位的测定欲测定指定电极的电位，可将待测电极与标准氢电极组成电池（－）标准氢电极‖待测电极（+）由于所以这样求得的标准电极电位叫做相对标准电极电位。

第41页：电极电位的测定欲测定指定电极（续）

由于所以

第42页：

第43页：

第44页：【例】使用标准锌电极和标准铜电极

【例】使用标准锌电极和标准铜电极作正极分别与标准氢电极组成原电池，测得电池的电动势分别为-0.761 8V和0.341 9V。

试求Zn2+|Zn电极Cu2+|Cu电极的标准电极电位。【解】测定Zn2+|Zn电极标准电极电位的原电池组成为

第45页：得电池的电动势总

得电池的电动势总是正的，当测定值为负值时，说明原电池中氢电极实为正极。

第46页：

第47页：测定Cu2+|Cu电极标准电极电

测定Cu2+|Cu电极标准电极电位的原电池组成为

第48页：标准电极电位表电极反应各物质都处于标准态

标准电极电位表电极反应各物质都处于标准态

标准电极电位表电极反应各物质都处于标准态（1 mo1∙L-1）时的电极电位，称为该电极的标准电极电位(standard electrodepotential)，用符号表示。三、标准电极电位表

第49页：一些常见的电极反应和标准电极电位

一些常见的电极反应和标准电极电位(298.15K)电极反应-2.71-0.761 8-0.126 200.222 330.341 90.535 50.6950.7710.799 61.0661.2321.358 271.507

第50页：表中数据

表中数据

1.表中数据是以标准氢电极为标准测出的相对数值；2.表中各物质均处于热力学标准状态；3.电极反应用表示，所以表中电极电位又称为还原电位。但是，这并不表示该电极一定作正极；

第51页：标准电极电位

• 标准电极电位是强度性质，它反映了氧化还原电对得失电子的倾向，这种性质与物质的量无关，也与反应方程式的书写方向无关，如
• 标准电极电位是在水溶液中测定的，它不适用于非水溶剂系统及高温下的固相间的反应。

第52页：氧化还原能力的比较电极的标准电极电位值愈

（二）氧化还原能力的比较电极的标准电极电位值愈高，其氧化还原电对中的氧化型愈易得电子，氧化能力愈强；值愈低的电极，其氧化还原电对中的还原型愈易失去电子还原能力愈强。

第53页：判断氧化还原

（三）判断氧化还原反应的方向氧化还原反应自发进行的方向总是强的氧化剂和强的还原剂反应，生成的弱的还原剂和弱的氧化剂，即强氧化剂l+强还原剂2＝弱还原剂1+弱氧化剂2电对：强氧化剂l/弱还原剂1弱氧化剂2/强还原剂2氧化还原反应的实质是两个氧化还原电对之间的电子转移。

第54页：例8-3 试判断标准态下反应自发进行的方向

【例8-3】试判断标准态下反应自发进行的方向。

【解】

第55页：较强的氧化剂

从标准电极电位可以看出，较强的氧化剂是Fe3+,而较强的还原剂是I-，因此，反应将逆向（由右向左）自发进行。即

第56页：第三节 Nernst方程式及影响电极电位的因

第三节 Nernst方程式及影响电极电位的因

第57页：一、Nernst方程式

对于任意电极反应其电极电位通过Nernst方程式表示为一、Nernst方程式

第58页：为标准电极电位

为标准电极电位；R为气体常数(8.314J·mo1-1·K-1)；F为Faraday常数(9.648 5×104C·mo1-1)；T为热力学温度；n为电极反应中转移的电子数。

c(Ox)，c(Red)，表示氧化型、还原型物质浓度对标准浓度(c= 1mo1·L-1)的相对值，单位为1。

第59页：T为298.15K时，代入有关常数

当T为298.15K时，代入有关常数，得影响电极电位的因素：

• 电极电位的大小主要决定于体现电极本性的标准电极电位；
• 氧化型物质的浓度愈大，值愈大；
• 还原型物质的浓度愈大，值愈小；
• 电极电位的大小与温度有关。

第60页：还原型物质若

应用Nernst方程式时应注意：（一）氧化型、还原型物质若是固体，如金属Cu(s)，难溶盐AgCl(s)等；或纯液体,如Br2(l)、Hg(l)、H2O(l)等，则其浓度项不列入方程式中。

如

第61页：

第62页：c、c（或气体分压）的幂次a

（二）c(Ox)、c(Red)（或气体分压）的幂次a、b等于电极反应中相应物质前的系数。如

第63页：当氧化型或还原型是气体

（三）当氧化型或还原型是气体时，则用相对分压表示，如

第64页：

第65页：除氧化型和还原型外

（四）除氧化型和还原型外，若有H+、OH-或Cl-等介质参加电极反应，则它们的浓度也必须写入Nernst方程式中。如,298.15K时

第66页：Nernst方程式书写练习

Nernst方程式书写练习:1.2.

第67页：Nernst方程式书写练习（续）

3.4.

第68页：Nernst方程式书写练习（（续）

5.

第69页：例8-4 pH＝6时，此电极的电极电位

在电极反应中若有H+或OH-参与，溶液酸度变化会显著影响其电极电位。

【例8-4】已知电极反应若MnO4-和Mn2+仍为标准状态，即浓度均为1mo1·L-1，求298.15K，pH＝6时，此电极的电极电位。二、溶液酸度对电极电位的影响

第70页：例8-4 求解过程（续）

【解】298.15K时

第71页：例8-4 求解过程（续）（续）

当pH＝6时,电极电位从1.507 V降到0.939V，的氧化能力比在标准状态下大大降低了。说明酸度对含氧酸根的氧化性影响较大，含氧酸根的氧化能力随介质酸度的增大而增强。

第72页：其他有关物质浓度均

问题：在下列电极反应中，除H+和OH-外，其他有关物质浓度均为1mol·L-1，增大溶液pH值，氧化剂的氧化能力有何变化？

（1）（2）

第73页：三、生成难溶电解质对电极电位的影响

在银电极中加入NaCl并维持C1-浓度为1mo1·L-1，达到沉淀溶解平衡时由于所以银电极的电极反应为三、生成难溶电解质对电极电位的影响

第74页：代入Nernst方程式

代入Nernst方程式

第75页：四、形成难解离物质对电极电位的影响

标准氢电极的电极反应为向标准氢电极中加入NaAc，形成HAc的解离平衡为使Ac-浓度维持1mo1·L-1，此时因KHAc很小以及Ac-的同离子效应，HAc的解离可忽略不计，所以生成的c(HAc)＝1mo1·L-1，这是一个缓冲溶液。

四、形成难解离物质对电极电位的影响

第76页：

第77页：分压仍

H2分压仍为100kPa，该电极电位为

第78页：第四节 电极电位和电池电动势的应用

第四节 电极电位和电池电动势的应用

第79页：一、判断氧化还原反应进行的方向

因此，也可以用电动势判断氧化还原反应的方向。，反应逆向自发进行；，反应正向自发进行；，反应达到平衡。一、判断氧化还原反应进行的方向

第80页：在标准条件下，反应逆向自发进

在标准条件下，反应逆向自发进行；，反应正向自发进行；，反应达到平衡。

第81页：其电池电动势恒

应当注意，自发进行的氧化还原反应，其电池电动势恒为正值（E＞0）。但由未知其自发进行方向的氧化还原反应方程式设计成的原电池，因其正、负极是预先指定的，计算结果可能出现E＜0的情况，这说明反应是逆向进行的，应把正、负电极调换过来。

第82页：例8-5 标准状态

【例8-5】计算标准状态下，反应2Fe2++ Cu2+= Cu + 2Fe3+的电池电动势，并判断反应自发进行的方向。

【解】假设反应按正向进行，则电池组成式如下

第83页：正极负极电池电动势所以

正极负极电池电动势所以，反应逆向自发进行。

第84页：例8-6 已知：判断反应MnO2+ 4

【例8-6】已知：判断反应MnO2+ 4Cl-+ 4H+= MnCl2+ Cl2+ 2H2O在298.15K及下列条件下，自发进行的方向，并回答（1）在标准状态时能否利用此反应制备氯气？（2）当使用浓盐酸，即[H+] = [Cl-] = 12 mol∙L-1，Mn2+、Cl2均为标准状态时，能否利用此反应制备氯气？

第85页：例8-6 求解过程（续）

【解】假设反应按所写反应方程式正向进行，原电池组成式为（1）标准状态下所以，标准状态时反应逆向自发进行。不能利用此反应制备氯气。

第86页：例8-6 求解过程（续）（续）

（2）[H+]=[Cl-]=12 mol∙L-1，[Mn2+] =1.00 mol∙L-1,p(Cl2) = 100 kPa，电极反应：MnO2+ 4H++ 2e-= Mn2++ 2H2O

第87页：电极反应

电极反应：Cl2+ 2e-= 2Cl-此反应正向进行，可以制备氯气。

第88页：电极反应（续）

从上例中可以看出，浓度的变化可以导致整个氧化还原反应方向的改变。判断非标准态下氧化还原反应进行的方向，应用E而不是来判断。

但由于标准电池电动势是决定电池电动势的主要因素，浓度对反应方向的影响较小，因此有时直接用作判据。一般认为：若，反应正向进行；若，反应逆向进行。

在这两种情况下浓度的变化不能改变反应的方向，但是，若，浓度的变化可能改变反应的方向。

第89页：反应总

• 非标准态下的氧化还原反应进行的方向，当根据由反应组成的原电池的电动势E来判断。浓度的变化可能改变反应的方向。
• 若是，反应在非标准态下也正向进行，若，反应总是逆向进行。在这两种情况下浓度的变化不能改变反应的方向，

第90页：用电动势E来判断氧化还原反应进行的方向，

用电动势E来判断氧化还原反应进行的方向，与一样，只能判断反应能否发生，不能说明反应的速率问题，即不能说“E越大，反应速率越快”。

第91页：对于氧化还原反应（电池反应）有对于电极反

对于氧化还原反应（电池反应）有对于电极反应，则有

第92页：对于氧化还原反应（电池反应）（续）

已知：则为A. 0.16V B. 0.18VC. 0.70V D. 0.86V

第93页：二、判断氧化还原反应进行的程度

298.15K时，将F＝9.6485×104C·mo1-1，R＝8.3145 J·mo1-1·K-1，代入上式得二、判断氧化还原反应进行的程度

第94页：n与平衡常数、电池标准电动势对照表

n与平衡常数、电池标准电动势对照表

本页为数据表，源文本中数值与表头粘连，未能安全切分为表格，下表数据暂以说明形式保留，建议对照原课件图片还原。

数据还原提示：n与平衡常数、电池标准电动势对照表的单元格数值在原文本中首尾相连，列对应关系无法确认，未做自动切分。

第95页：可以认

利用标准电极电位计算氧化还原反应的平衡常数时，愈大，反应进行愈完全。计算表明，对于n＝2的反应，时，或者当n＝1，时，均有，此平衡常数较大，可以认为反应能够进行的相当完全。

时

第96页：例8-7 反应的平衡常数

【例8-7】求298.15K下，反应的平衡常数。

【解】先将该氧化还原反应设计成原电池。从标准电极电位表中查出两个电对的值，可求。

第97页：正极反应：负极反应

正极反应：负极反应：氧化还原反应方程式中得失电子数n= 2，所以

第98页：三、计算溶度积常数Ksp

许多难溶电解质的Ksp是由电动势计算出来的。这是由于难溶盐的溶解度比较小，用一般的化学方法直接测定离子浓度是很困难的。选择适当的电极组成原电池，使该电池反应方程式与难溶盐的沉淀溶解平衡反应方程式逆向，则该反应的可方便地求出，进而根据倒数关系可准确地计算出Ksp值。

三、计算溶度积常数Ksp

第99页：例8-8 PbSO4的溶度积常数Ksp

【例8-8】选择合适的电极组成原电池，求298.15 K时PbSO4的溶度积常数Ksp。

【解】PbSO4的沉淀溶解平衡为选用电极作正极，电极作负极组成电池

第100页：该电池反应

（1）正极反应：（2）负极反应：式（1）+式（2）得电池反应：该电池反应是PbSO4(s)沉淀溶解平衡的逆反应，其平衡常数的倒数为PbSO4的溶度积常数Ksp。

第101页：PbSO4的溶度积常数Ksp

PbSO4的溶度积常数Ksp为

第102页：引申问题

引申问题：利用金属的标准电极电位和金属难溶盐的溶度积，求难溶盐与金属组成的电对的电极电位。

第103页：

第104页：

第105页：本页公式与数值推导

问题：已知，，则为A.0.21VB.0.80VC.1.39VD.–0.21V

第106页：本页公式与数值推导

问题：、、由大到小的顺序关系正确的是

第107页：按上述方法，若把标准氢电极与Ac-

按上述方法，若把标准氢电极与Ac-, HAc | H2(g), Pt组成电池，可求HAc的解离常数，把H2O, H+| O2(g), Pt与OH-| O2(g), Pt组成原电池，可求水的离子积常数Kw。

第108页：把标准氢电极与Ac-, HAc | H2

1.把标准氢电极与Ac-, HAc | H2(g), Pt组成电池，可求HAc的解离常数。

第109页：把标准氢电极与Ac-（续）

(2)－(1)

第110页：求水的离子积：(1)-(2)

2.求水的离子积：(1)-(2)

第111页：

第112页：把Ag+| Ag与NH3

3.把Ag+| Ag与NH3, Ag(NH3)2+| Ag组成电池，可求出配离子[Ag(NH3)2]+的稳定常数(见第12章)；(1)－(2)

第113页：

第114页：四、电位分析法

通过电极电位的测定，定量分析溶液中的离子浓度的分析方法为电动势法(potentiometry，又称电位测定法)。

• 参比电极与指示电极参比电极(reference electrode)：电极电位稳定，不受试液组成变化的影响的电极。指示电极(indicatorelectrode)：电极电位与待测离子的浓度有关，并且其电极电位与待测离子浓度之间符合Nernst方程式的电极。
• 电位分析法

第115页：指示电极

指示电极

只对氢离子浓度有Nernst响应的电极作指示电极(称为pH指示电极)，与参比电极组成电池，测其电动势，就可求出溶液的pH。1.常用参比电极（1）标准氢电极

第116页：饱和甘汞电极

（2）饱和甘汞电极甘汞电极的组成为电极反应式为电极的Nernst方程式为在298.15K

第117页：饱和甘汞电极的电极电位

其电极电位决定于C1-的浓度，由于KCl的溶解度受温度的影响，所以此电极的温度系数较大。298.15K时，饱和甘汞电极的电极电位为0.2412V。

饱和甘汞电极以SCE表示。

第118页：氯化银电极电极组成

（3）氯化银电极电极组成为电极反应式为电极的Nernst方程式为298.15K时，

第119页：的浓度

氯化银电极的电极电位取决于Cl-的浓度。298.15K时，Cl-的浓度为0.1mol ·L-1、1.0 mo1·L-1、饱和溶液时，电极电位分别是0.281 5V、0.222 3V、0.197 1V。

此电极对温度变化不敏感，甚至可以在80℃以上使用。

第120页：pH指示电极（1）氢电极298.15K

2.pH指示电极（1）氢电极298.15K，时，

第121页：（2）玻璃电极

（2）玻璃电极(glass electrode)

第122页：电动势法测定溶液的pH测其电动势Es

（二）电动势法测定溶液的pH测其电动势Es，得得

第123页：电池的电动势

电池的电动势E为令

第124页：即可得到溶液

通过E和Es两次电动势的测定，即可得到溶液pH，是IUPAC确认的pH的操作定义(operationaldefinition of pH)。

第125页：课后作业

课后作业：作业P171：10、13；P172：16。

第126页：本章总结

总结

• 电极、电极类型、电极符号
• 原电池、原电池组成、原电池符号
• 电极电位的测量、电极电位的计算、电极电位的用途
• 电池电动势的测量、电池电动势的用途
• 电位法测量溶液中某种离子含量的基本原理

第127页：问题1：计算电极MnO4-，Mn2+

问题1：计算电极MnO4-，Mn2+，H+|Pt在[MnO4]=0.1mol·L-1，[Mn2+]=1mol·L-1及[H+]=0.1mol·L-1时的电位，并用计算结果说明在相同的酸度下，Cl2气体压力为100kPa时，MnO4-能否使浓度为1mol·L-1的Cl-氧化为Cl2。

第128页：问题1：计算电极MnO4-（续）

1.解：

第129页：问题1（续）

由于，所以MnO4-可以将Cl-氧化为Cl2气体。

第130页：问题2：在298.15K

问题2：在298.15K时，测得下列电池E=0.460V。求溶液的pH值。已知。

第131页：例8-8 求解过程（续）

【解】

第132页：由饱和甘汞电极

问题3：由饱和甘汞电极为正极，H2压力为100kPa的氢电极为负极，25℃测得电池的电动势E=0.5400V，该氢电极pH为多少？

反应为多少？如果氢电极的pH是由0.1mol·L-1HAc和0.1mol·L-1NaOH组成，如果该溶液为2000mL，那么，0.1mol·L-1HAc和0.1mol·L-1NaOH各多少（以mL计）?

第133页：例8-8 求解过程（续）

【解】pH=5.05，。无法显示该图片。

第134页：例8-8 求解过程（续）（续）

V(OH-)=800mL，V(HAc)=1200mL

第135页：问题4：计算25℃时，下列电池的电动势已

问题4：计算25℃时，下列电池的电动势已知：H2P的pKa1=2.89，pKa2=5.54；0.1mol·L-1甘汞电极25℃时。

第136页：问题4：计算25℃时（续）

4.解：

第137页：下述电池的电动势

问题5：下述电池的电动势为0.584V。试计算Ag2C2O4的Ksp(25℃时):【解】

第138页：

第139页：本页公式与数值推导

Ksp=5.1×10-11

第140页：本页公式与数值推导

问题6：下列电池在25℃时，E=1.488V，写出电极发生的反应，并计算氯电极的标准电极位。【解】负极：正极：

第141页：

第142页：

第143页：以氢电极

问题7：298.15K时，以氢电极[p(H2)=100kPa]为指示电极，以饱和甘汞电极为参比电极，插入某缓冲溶液组成原电池，测得原电池的电动势为0.5402V。

（1）计算此缓冲溶液的pH；（2）若配制2000mL该缓冲溶液，需取同浓度的NaAc和HCl溶液各多少毫升？（3）若缓冲溶液的离子强度I=0.075molL-1，NaAc和HCl溶液的起始浓度应为多少？

第144页：例8-8 求解过程（续）

【解】（1）pH=5.05

第145页：设加入溶液的体积

（2）设加入溶液的体积为V解得：V(HCl)=500mL，V(NaOH)=1500mL。

第146页：溶液的浓度

（3）设加入HCl溶液和NaOH溶液的浓度为c

第147页：溶液的浓度（续）

c= 0.1mol∙L-1

第148页：溶液的浓度（续）（续）

问题8：已知Ksp(AgI)=8.51×10-17;Ksp(AgBr)=5.35×10-13;Ksp(AgCl)=1.77×10-10。

则

第149页：例9-1 写出氧化还原反应的电池组成式

【例9-1】写出氧化还原反应的电池组成式。

【解】发生氧化反应的是：(作为负极)发生还原反应的是：(作为正极)电池组成式为：

第150页：例9-2 将下列氧化还原反应拆成两个半电池反

【例9-2】将下列氧化还原反应拆成两个半电池反应，并写出电极组成和电池组成式。

【解】（1）两个半电池反应分别为正极:负极:

第151页：电极组成

（2）电极组成为正极:负极:（3）电池组成式为

第152页：例9-7 判断氧化还原反应Sn+ Pb

【例9-7】判断氧化还原反应Sn+ Pb2+= Sn2++ Pb在298.15K下列条件下反应自发进行的方向。（1）标准状态下；（2）当c(Pb2+)＝0.100 mol·L-１,c(Sn2+)＝1.00 mol·L-１时。

第153页：例9-7 求解过程（续）

【解】假设反应按所写反应方程式正向进行，原电池组成为正极(还原反应)负极(氧化反应)（1）标准态下因，所以，在标准状况下反应正向自发进行。

第154页：例9-7 求解过程（续）（续）

（2）当c(Pb2+)＝0.100 mol · L-１，铅电极的电极电位为

第155页：锡电极的电极电位

c(Sn2+)＝1.00 mol · L-１时，锡电极的电极电位为非标准状态下E＜0，反应按所写方程式逆向进行，锡电极为正极，铅电极为负极。

Sn2++ Pb = Sn+ Pb2+

第156页：例9-8 求KMnO4在稀硫酸溶液

【例9-8】求KMnO4在稀硫酸溶液中与H2C2O4反应的平衡常数(温度298.15K)。

【解】先将该氧化还原反应5H2C2O4+ 2MnO4-+ 6H+= 10CO2+ 2Mn2++ 8H2O设计成原电池。KMnO4为氧化剂，进行还原反应是电池的正极；H2C2O4为还原剂，进行氧化反应是电池的负极。

第157页：正极负极配平的氧化还原反应方程式

正极负极配平的氧化还原反应方程式中得失电子数n= 10。

第158页：例9-9 AgBr的溶度积常数Ksp

【例9-9】选择合适电极组成原电池，求298.15K时AgBr的溶度积常数Ksp。

【解】AgBr的沉淀溶解平衡为选用Ag+| Ag电极做正极，Br-| AgBr (s), Ag电极做负极组成电池三、计算溶度积常数Ksp

第159页：得电池反应该反应的平衡常数

电极反应为:（1）正极（2）负极式(2)-式(1)得电池反应该反应的平衡常数即为AgBr (s)的溶度积常数Ksp。

第160页：电池电动势

电池电动势为此电池反应的平衡常数

第161页：本章学习要点1.将一个氧化还原反

本章学习要点

• 将一个氧化还原反应拆成两个半反应
• 氧化还原电对
• 原电池及其组成
• 电池符号及电池组成式
• 绝对电极电位及标准电极电位
• Nernst方程式
• 酸度、难解离物质及难溶电解质对电极电位的影响

第162页：利用电极电位或电池电动势判断氧化

• 利用电极电位或电池电动势判断氧化还原反应方向
• 由标准电池电动势计算标准平衡常数
• 由金属－金属离子电极的标准电极电位与溶度积常数计算金属－金属难溶电解质－阴离子电极的电极电位
• 电动势法测定酸碱溶液的pH

第163页：