文档介绍：第三节
氧化还原反应的
方向和限度
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4-3-1 氧化还原反应的方向
化学反应自发进行的条件: △rGm < 0
而△rGm= -zFE
z -------- 电池反应中转移的电子数
F -------- 法拉第常数
E -------- 原电池电动势
p109有错。
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化学反应自发进行的条件: E > 0
氧化还原反应的规律:
氧化剂还原剂还原剂氧化剂
较强较强较弱较弱
+
+
E = E(+) -E(-) > 0 ; E(+) > E(-)
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反应自发向右进行
>
只需计算电动势E
或比较E (+)和E (-)大小
Sn2+/Sn
-
-
Pb2+/Pb
电对
E /V
例1 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+
在标准态时反应自发进行的方向
(1) 标准态时
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例2 试判断下列反应:Pb2++ Sn Pb + Sn2+在 c(Pb2+) = , c(Sn2+) = 时,反应自发进行的方向。
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E(Pb2+/Pb)=E (Pb2+/Pb)+ lg [c(Pb2+)/c ]
2
= - + lg
= -
(2) 非标准态时
先根据Nernst方程求出E(电对),再计算电动势E 或比较电对的E。
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-
-
-
E (Sn2+/Sn)
E (Pb2+/Pb)
E (Pb2+/Pb)
反应自发向左进行
<
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浓度
但当 E (+) – E (-) > 时
一般情况下, 浓度的变化,
不会导致 E(+) < E(-) ,
而引起反应方向发生改变。
电极反应中有关物质浓度的变化, 会引起电极电势的改变,有可能会导致反应方向的改变.
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酸度
H3AsO4+ I- +2H+ HAsO2+I2+H2O
强酸性介质
强碱性介质
向左
×10-8
碱性
向右
酸性
反应方向
(I2/I-)
V
E(H3AsO4/HAsO2)
V
c(H+)
molL-1
介质
E
>
<
对于某些有含氧酸及其盐参加的氧化还原反应, 溶液的酸度有可能导致反应方向的改变。
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例
在Br-和I-的混合溶液中加入Cl2 ,
哪种离子先被氧化?
所以,反应首先在Cl2 和 I- 之间进行.
3. 氧化还原反应进行的次序
I2/ I-
Br2/Br-
Cl2/Cl-
电对
E
解
E (Cl2/Cl-) - E (Br2/Br-) < E (Cl2/Cl-) -E (I2/ I-)
反应发生在电极电势差值较大的两个电对之间.
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△rGm
-zFE
lgK = - = -
当 R = J K-1 mol-1
F = 96485 J V-1
T = K
4-3-2 氧化还原反应的限度
氧化还原反应的平衡常数( K )
只与标准电动势(E )有关,与物质浓度无关
E
lg = =
K
z{ (+)- (-)}
E
E
z
E 值越大,K 值越大,正反应进行得越完全。
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