文档介绍：氧化还原反应与氧化还原滴定法
摘要:氧化还原反应是一类反应物之间有电子交换的反应,其特征是反应物元素的氧化数发生了变化。一个氧化还原反应由氧化反应和还原反应两个半反应(也叫电极反应)组成,其中物质失去电子的反应是氧化反应,物质得到电子的反应是还原反应。
关键词:氧化还原反应氧化还原滴定法
一、氧化还原反应中几个重要概念
氧化还原反应是一类反应物之间有电子交换的反应,其特征是反应物元素的氧化数发生了变化。一个氧化还原反应由氧化反应和还原反应两个半反应(也叫电极反应)组成,其中物质失去电子的反应是氧化反应,物质得到电子的反应是还原反应。
不同元素的原子在组成分子时,由于元素的电负性不同,分子中的电荷分布则会不均匀。氧化数为某元素的原子所具有的形式电荷数。形式电荷数是通过假设把每个键中的电子指定给电负性大的原子而求得的。规定单质中的元素的氧化数为零,氢元素和氧元素一般情况下为+1和―,电负性较小的元素的氧化数为正值。化合物分子中的各元素的氧化数的代数和为零。这些规则可以计算复杂化合物分子或离子中个元素的氧化数。
在氧化还原反应中得到电子的物质是氧化剂,失去电子的物质是还原剂,反应中,氧化剂中的元素的氧化数降低,还原剂中的元素的氧化数升高,并且氧化剂的氧化数降低的总数等于还原剂的氧化数升高的总数。
氧化还原方程式的配平需要满足两个原则:一是反应前后物质是守恒的;二是反应中氧化剂和还原剂的氧化数的变化的代数和为零。常用两种方法进行:(1)氧化数法。配平的原则是反应中氧化剂中元素氧化数降低的总数等于还原剂中元素氧化数升高的总数;(2)离子电子法。配平的原则是氧化剂得到的电子数等于还原剂失去的电子数。此法用于配平在溶液中进行的氧化还原反应。
氧化剂或还原剂各自在反应中与其相应的还原产物或氧化产物所构成的物质对称为氧化还原电对,氧化还原电对中元素氧化数高的物质称为氧化态,氧化数低的物质称为还原态。电对表示为:氧化态/还原态。
二、原电池和电极点位
可以使氧化还原反应的两个半反应在不同的空间位置进行,从而使电子的交换通过外电路完成,并将化学能转化为电能的装置称为原电池。
当金属在溶液中形成双电层时,会使金属与溶液之间产生一个电位差,这个电位差称为金属电极的电极点位。由于单个电极的电极点位是无法测量的,所以实际测量时以一个标准的氢电极为参考进行测量,得到被测电极与标准电极的电位差,这个电位差称为被测电极的标准电极点位。
当电极反应中的物质处于非标准态时,其电对的电极点位可以根据能斯特方程式进行推算。
电极点位的数值表示了电对物质在发生转变时(即发生电极反应时)获得或失去电子的能力。氧化还原反应的两个电极反应中的电对的这种能力存在的差异是反应进行的根本原因。利用电极点位有大小可以进行以下工作:判断氧化剂、还原剂的相对强弱;判断氧化还原反应是否能够在给定的条件下进行;计算氧化还原反应的平衡常数;判断氧化还原反应进行的次序;选择适当的氧化剂或还原剂;测定某些常数。
将某一元素的相关电对的电极点