電極電位的應用(方法,原理,氧化還原反應)

二、判斷氧化還原反應進行的程度

　　氧化還原反應屬可逆反應，同其他可逆反應一樣，在一定條件下也能達到平衡。隨著反應不斷進行，參與反應的各物質(zhì)濃度不斷改變，其相應的電極電位也在不斷變化。電極電位高的電對的電極電位逐漸降低，電極電位低的電對的電極電位逐漸升高。最后必定達到兩電極電位相等，則原電池的電動勢為零，此時反應達到了平衡，即達到了反應進行的限度。利用能斯特方程式和標準電極電位表可以算出平衡常數(shù)，判斷氧化還原反應進行的程度。若平衡常數(shù)值很小，表示正向反應趨勢很小，正向反應進行得不完全；若平衡常數(shù)值很大，表示正向反應可以充分地進行，甚至可以進行到接近完全。因此平衡常數(shù)是判斷反應進行 程度的標志。

　　氧化還原K與反應中兩個電對的標準電極電位的關(guān)系為：

　　（6-4)

　　式中，n—反應中得失電子數(shù)；

　　₁—正反應中作為氧化劑的電對的標準電極電位；

　　_２—正反應中作為還原劑的電對的標準電極電位。

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

　　例11　計算下列反應在298K時的平衡常數(shù)，并判斷此的以應進行的程度。

　　解：　　　　　電極反應Ag⁺+e^-→Ag ₁＝＋0.7996V

　　Fe²⁺→Fe³⁺+e^-_２＝＋0.77V

　　此反應平衡常數(shù)很小，表明此正反應進行得很不完全。

　　例12　計算下列反應的298K時的平衡常數(shù)，并判斷此反應進行的程度。

　　解：

電極反應　Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e^-+→2Cr³+7H₂O

　　₁=+1.33V

　　2I^-→I₂+2e^-₁=+0.535V

　　此反應的平衡常數(shù)很大，表明此正反應能進行完全，實際上可以認為能進行到底。

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

　　計算298K時反應的平衡常數(shù)，達到反應限度時溶液中Pb²⁺濃度為多少。

　　解：

電極反應：Pb²⁺+2e^-→Pb ₁=-0.1263V

　　Sn→Sn²⁺+2e^-_２=-0.1364V

　　設(shè)平衡（達到反應限度）時溶液中Pb²⁺濃度為χmol.L^-1。

χ　0.45-χ

　　即達到反應限度時溶液中Pb²⁺濃度為0.14mol.L^-1。

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