電極電位的應(yīng)用(方法,原理,氧化還原反應(yīng))

二、判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度

　　氧化還原反應(yīng)屬可逆反應(yīng)，同其他可逆反應(yīng)一樣，在一定條件下也能達(dá)到平衡。隨著反應(yīng)不斷進(jìn)行，參與反應(yīng)的各物質(zhì)濃度不斷改變，其相應(yīng)的電極電位也在不斷變化。電極電位高的電對(duì)的電極電位逐漸降低，電極電位低的電對(duì)的電極電位逐漸升高。最后必定達(dá)到兩電極電位相等，則原電池的電動(dòng)勢(shì)為零，此時(shí)反應(yīng)達(dá)到了平衡，即達(dá)到了反應(yīng)進(jìn)行的限度。利用能斯特方程式和標(biāo)準(zhǔn)電極電位表可以算出平衡常數(shù)，判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度。若平衡常數(shù)值很小，表示正向反應(yīng)趨勢(shì)很小，正向反應(yīng)進(jìn)行得不完全；若平衡常數(shù)值很大，表示正向反應(yīng)可以充分地進(jìn)行，甚至可以進(jìn)行到接近完全。因此平衡常數(shù)是判斷反應(yīng)進(jìn)行 程度的標(biāo)志。

　　氧化還原K與反應(yīng)中兩個(gè)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位的關(guān)系為：

　　（6-4)

　　式中，n—反應(yīng)中得失電子數(shù)；

　　₁—正反應(yīng)中作為氧化劑的電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位；

　　_２—正反應(yīng)中作為還原劑的電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位。

　　由式（6-4)可見，₁與_２之差值愈大，Ｋ值也愈大，反應(yīng)進(jìn)行得也愈完全。

　　例11　計(jì)算下列反應(yīng)在298K時(shí)的平衡常數(shù)，并判斷此的以應(yīng)進(jìn)行的程度。

　　解：　　　　　電極反應(yīng)Ag⁺+e^-→Ag ₁＝＋0.7996V

　　Fe²⁺→Fe³⁺+e^-_２＝＋0.77V

　　此反應(yīng)平衡常數(shù)很小，表明此正反應(yīng)進(jìn)行得很不完全。

　　例12　計(jì)算下列反應(yīng)的298K時(shí)的平衡常數(shù)，并判斷此反應(yīng)進(jìn)行的程度。

　　解：

電極反應(yīng)　Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e^-+→2Cr³+7H₂O

　　₁=+1.33V

　　2I^-→I₂+2e^-₁=+0.535V

　　此反應(yīng)的平衡常數(shù)很大，表明此正反應(yīng)能進(jìn)行完全，實(shí)際上可以認(rèn)為能進(jìn)行到底。

　　例13　向0.45mol.L^-1鉛鹽溶液中加錫，發(fā)生下列反應(yīng)，

　　計(jì)算298K時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)，達(dá)到反應(yīng)限度時(shí)溶液中Pb²⁺濃度為多少。

　　解：

電極反應(yīng)：Pb²⁺+2e^-→Pb ₁=-0.1263V

　　Sn→Sn²⁺+2e^-_２=-0.1364V

　　設(shè)平衡（達(dá)到反應(yīng)限度)時(shí)溶液中Pb²⁺濃度為χmol.L^-1。

χ　0.45-χ

　　即達(dá)到反應(yīng)限度時(shí)溶液中Pb²⁺濃度為0.14mol.L^-1。

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