《大学分析化学第十章 氧化还原平衡与氧化还原滴定法(定稿)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学分析化学第十章 氧化还原平衡与氧化还原滴定法(定稿)（68页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章 氧化还原平衡与氧化 还原滴定法 *1一. 氧化值（数）1、单质 P4, S8, O2, N2 | | | |0 0 0 0 2、化合物3、特殊4、其它(含有过氧链) CrO5； S2O82-| | +10 +7Date2长江大学化工学院 二. 氧化还原反应方程式的配平b、2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+5Cl2+2KCl+8H2OKMnO4：氧化剂 MnO4- 被还原为Mn2+HCl：还原剂 Cl被氧化为Cl2 c、2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4=2MnSO4+6K2SO4+3H2OKMnO4：氧化剂 MnO4- 被还原为Mn2+SO32-：还原剂 SO32-被
2、氧化为SO42-Date3长江大学化工学院 二. 氧化还原反应方程式的配平Date4长江大学化工学院 二. 氧化还原反应方程式的配平Date5长江大学化工学院 三. 原电池1、理论基础：氧化还原反应 2、特点：将化学能转化为电能 3、Cu-Zn原电池Zn+Cu2+=Zn2+Cu 负极反应：Zn2e- Zn2+ 正极反应：Cu2+2e-Cu 电池反应：Zn + Cu2+ Zn2+ + Cu 盐桥：KCl饱和了的琼脂玻璃U形管Date6长江大学化工学院 三. 原电池4、盐桥的作用： 沟通电路； 维持两个烧杯中溶液的电中性，保持反应能持续进行 5、结论： 氧化剂作正极 还原剂作负极 电池反应就是氧化
3、还原反应方程式 6、电池符号： （-） Zn(s)|Zn2+(C1)|Cu2+(C2)|Cu(s)（+）说明：a、负极写在左边，正极写在右边 b、“|”表示界面c、“|”表示盐桥Date7长江大学化工学院 四. 常用电极1、金属-金属离子电极 电对：Cu2+/Cu 电极反应： Cu2+2e=Cu 电池符号： Cu（s）Cu2+（c） 2、气体离子电极 电对： H+/H2 电极反应： 2H+2e=H2 电池符号： Pt，H2（p）H+（c） 3、均相氧化还原电极 电对： Cr2O72-/Cr3+ 电极反应： Cr2O72-+6e+14H+=2Cr3+7H2O 电池符号： Pt Cr2O72- （
4、c1）， Cr3+ （c2），H+（c3）Date8长江大学化工学院 四. 常用电极4、金属-金属难溶盐-阴离子电极电对： AgCl/Ag电极反应： AgCl+e=Ag+Cl-电池符号： Ag （s） ，AgCl （s） Cl-（c）Date9长江大学化工学院 五. 氧化还原反应与原电池互译1、将氧化还原反应设计成原电池Date10长江大学化工学院 五. 氧化还原反应与原电池互译结论：引入H+作桥梁，完成了第一次设计Date11长江大学化工学院 五. 氧化还原反应与原电池互译结论：引入OH-作桥梁，完成了第二次设计Date12长江大学化工学院 五. 氧化还原反应与原电池互译结论：引入Ag作桥梁
5、，完成了一次设计Date13长江大学化工学院 五. 氧化还原反应与原电池互译结论：引入H2作桥梁，完成了第一次设计Date14长江大学化工学院 五. 氧化还原反应与原电池互译结论：引入O2作桥梁，完成了第二次设计Date15长江大学化工学院 五. 氧化还原反应与原电池互译2、将原电池转化为氧化还原反应Date16长江大学化工学院 六. 电极电势（电位）1、电极电势（电位）的产生过程 a、Zn片的溶解速率 Zn2+的沉积速率 Zn片带负电，ZnSO4溶液带正电；在Zn 片和ZnSO4溶液之间产生电势差 b、 Zn2+的沉积速率 Zn片的溶解速率 Zn片带正电，ZnSO4溶液带负电；在Zn 片和Z
6、nSO4溶液之间同样产生电势差c、平衡时在金属和溶液之间产生的电势差称之为电极电势Date17长江大学化工学院 六. 电极电势（电位）2、原电池的电动势（E）Date18长江大学化工学院 六. 电极电势（电位）4、标准电极电势如果参加电极反应的物质均处于标准态，这时的 电极称为标准电极，对应的电极电势称为标准电极电 势。用E氧化型/还原型表示，单位为伏特（V），通常 测定时的温度为298.15K。所谓标准态是指组成电极 的离子其浓度为1molL-1，气体的分压为100kPa， 液体或固体都是纯净物质，温度可以任意指定，但通常 为298.15K。如果原电池的两个电极均为标准电极， 这时的电池称为
7、标准电池，对应的电动势称为标准电池 电动势，用E表示 。Date19长江大学化工学院 六. 电极电势（电位）Date20长江大学化工学院 七. 标准电极电势（电位）表1.酸表 当电极反应中有H+参加时，查酸表当电极反应中的物质在碱性条件下不存在时，查酸表Date21长江大学化工学院 七. 标准电极电势（电位）表2.碱表 当电极反应中有OH-参加时，查碱表当电极反应中的物质在酸性条件下不存在时，查碱 表Date22长江大学化工学院 七. 标准电极电势（电位）表当电极反应中的物质在酸性条件下不存在时，查碱表电极电势的大小与电极反应的写法无关Date23长江大学化工学院 八. 标准电极电势（电位）的
8、应用1、氧化剂的选择 例1、现有Cl-，Br-，I-三种离子的混合液，欲使I-氧化 为I2，而Br-、I-不被氧化，是选择KMnO4作氧化剂 ， 还是Fe2(SO4)3作氧化剂 ，或者SnCl4作氧化剂 ？已知 ：Date24长江大学化工学院 八. 标准电极电势（电位）的应用2、氧化还原产物的确定Date25长江大学化工学院 九. 平衡常数与电动势的关系Date26长江大学化工学院 九. 非标准电极电势（Nernst方程 ）1.Nernst方程的推导Date27长江大学化工学院 九. 非标准电极电势（Nernst方程 ）Date28长江大学化工学院 九. 非标准电极电势（Nernst方程 ）结
9、论：对于电极反应：aOx + ne- bRedDate29长江大学化工学院 九. 非标准电极电势（Nernst方程 ）2.Nernst方程的书写方法Date30长江大学化工学院 十. 非标准电极电势的应用Date31长江大学化工学院 十一. 影响电极电势的因素1.浓度（酸度）对电极电势的影响例：Cr2O72+14H+ + 6e =2Cr3+ +7H2O；E = +1.33VFe3+ + e = Fe2+； E = +0.77V (1) 判断下列反应的方向：Cr2O72+ 6 Fe2+ + 14 H+ =2 Cr3+ + 6 Fe3+7H2O (2) 当溶液pH值为5.0，其它各离子浓度均为1.
10、0molL1 时，电池反应的方向有无变化？通过计算说明之。Date32长江大学化工学院 十一. 影响电极电势的因素2.沉淀对电极电势的影响Date33长江大学化工学院 十一. 影响电极电势的因素3.配合物对电极电势的影响Date34长江大学化工学院 十一. 影响电极电势的因素Date35长江大学化工学院 十二. 电极电势的应用Date36长江大学化工学院 十二. 电极电势的应用Date37长江大学化工学院 十二. 电极电势的应用Date38长江大学化工学院 十三. 元素电势图及其应用1、元素电势图 氧化数由高到低依次排列 分酸图和碱图两种 电对的电极电势标在相应的横线上 2、应用Date39长
11、江大学化工学院 十三. 元素电势图及其应用Date40长江大学化工学院 十三. 元素电势图及其应用Date41长江大学化工学院 十三. 元素电势图及其应用Date42长江大学化工学院 十三. 元素电势图及其应用Date43长江大学化工学院 十四. 条件电极电势1、氧化还原反应中的副反应电极反应 ：Fe3+ + e Fe2+ Fe3+的水解效应Fe3+的配位效应Date44长江大学化工学院 十四. 条件电极电势c(Fe) = c(Fe3+) + c(Fe(OH)2+) + + c(FeCl2+) + c(Fe)：三价铁离子的分析浓度，共有7种型体 c(Fe3+)：游离的三价铁离子的平衡浓度浓度c
12、(Fe) = c(Fe2+) + c(Fe(OH)+) + + c(FeCl+) + c(Fe)：二价铁离子的分析浓度，共有7种型体c(Fe2+)：游离的二价铁离子的平衡浓度浓度Date45长江大学化工学院 十四. 条件电极电势3、副反应系数4、游离的Fe3+和Fe2+的平衡浓度为Date46长江大学化工学院 十四. 条件电极电势5、条件电极电势 活度（）=活度系数（r）平衡浓度（c） Nernst方程中的平衡浓度项实际应为活度项Date47长江大学化工学院 十四. 条件电极电势Date48长江大学化工学院 十五、氧化还原滴定1、仪器及药品a、锥形瓶：C(Fe2+)=0.1000molL-1
13、V =20.00ml(1.0molL-1H2SO4介质)b、酸式滴定管：CCe(SO4)2=0.1000molL -1 2、氧化还原指示剂：a、邻苯氨基苯甲酸（无色 紫红）b、邻二氮菲亚铁（红色 浅蓝）c、二苯胺磺酸钠（无色 紫红）Date49长江大学化工学院 十五、氧化还原滴定5、系统电势系统电势只有一个，既可以按正极反应的Nernst 方程式计算，也可以按负极反应的Nernst方程式计算， 哪个易求，就求哪一个。Date50长江大学化工学院 十五、氧化还原滴定6、突跃范围（0.1%的误差）a、当滴定了99.9%Fe2+时（-0.1%）Date51长江大学化工学院 十五、氧化还原滴定b、当C
14、e4+过量了0.1%时（+0.1%）Date52长江大学化工学院 十五、氧化还原滴定c、化学计量点Date53长江大学化工学院 十六、高锰酸钾法1、KMnO4溶液浓度的标定 a、基准物质H2C2O42H2O、Na2C2O4、FeSO4(NH4)2SO46H2O、 纯铁丝、As2O3 b、指示剂自身指示剂（无色 粉红色；30s内不褪色）Date54长江大学化工学院 十六、高锰酸钾法e、滴定条件的选择 温度：先将被滴定的溶液加热至7585，但Na2C2O4溶 液的温度不宜过高，否则在酸性溶液中会发生下列反应：H2C2O4CO2+CO +H2O（分析结果偏高 ） 酸度：溶液保持足够的酸度，一般在开始
15、滴定时，溶液的 酸度约为0.51 molL-1。 酸度过低时（分析结果偏低 ）：2MnO4-+3C2O42-+4H2O=2MnO2+6CO2 +8OH- 酸度过高（分析结果偏高 ） ：H2C2O4CO2+CO +H2ODate55长江大学化工学院 十六、高锰酸钾法滴定速度： 先慢后快，但不能太快，过快时（分析结果偏低 ）：4MnO4-+12H+=4Mn2+5O2+6H2Of、其它 不能作基准物质（含少量杂质） 配制溶液时只需量筒和台称 贮存在棕色瓶中，并置于暗处 应装在棕色酸式滴定管中 时间长了，应重新标定 见光分解：4KMnO4+4H+=MnO2+3O2 +2H2ODate56长江大学化工学院 十六、高锰酸钾法2、H2O2含量的测定溶液的测定Date57长江大学化工学院 十六、高锰酸钾法3、Ca含量的测定溶液的测定Date58长江大学化工学院 十六、高锰酸钾法4、MnO2含量的测定Date59长江大学化工学院 十七、碘量法1、Na2S2O3溶液浓度的标定 a、基准物质K2Cr2O7、KBrO3、KIO3、纯铜 b、指示剂淀粉（蓝色 无色）Date60长江大学化工学院 十七、碘量法e、滴定条件的选择溶液的酸度不能太高。酸度太高时：4I- + O2 + 4H+ = 2I2 + 2H2O（分析结果偏低
