一、判断氧化还原反应自发进行的方向 | 《医用化学》 |
一、判断氧化还原反应自发进行的方向电池反应都是自发进行的氧化还原反应。因此电池反应的方向即氧化还原反应自发进行的方向。判断氧化还原反应进行的方向时,可将反应拆为两个半反应,求出电极电位。然后根据电位高的为正极起还原反应,电位低的为负极起氧化反应的原则,就可以确定反应自发进行的方向。如果两个电对的 值相差较大(即Eφ),浓度的变化对电位的影响不大,不致于使反应改变方向。因此,当Eφ<0.2V 时,即使不处于标准状态,也可直接用值的大小确定反应方向。否则,必须考虑浓度和酸度的影响,用能斯特方程式计算出电对的值,用E>0作为判断确定反应进行的方向,若E>0,正向反应能自发进行;E<0,正向反应不能自发进行,其逆向反应能自发进行。例9 判断298K时下列反应进行的方向: 解:将上述反应写成两个半反应,并查出它们的标准电极是位: 标准电动势为:Eφ= 2- 1=0.4402-(-0.4402) =0.7804(V)。 因为Eφ<0.2V,可直接用 值判断反应进行的方向。 2> 1,表明Cu2+是比Fe2+更强的氧化剂,Fe是比Cu更强的还原剂所以上述反应可自发地向右进行。 为了证明这个结论的正确性,我们可以按非标准态的电池反应计算电动势。 电池电动势为:E= 2- 1=0.1923-(-0.4402) =0.6325(V) 因为E<0,上述反应可自发地向右进行。 例10 判断298K时反应 当[HAsO2]=[H3AsO4]=1mol.L-1,[I-]=1mol.L-1,在中性和酸性([H+]=1mol.L-1)溶液中反应进行的方向。 解:将上述反应写成两个半反应,并查出它们的标准电极电位: 在中性溶液中,[H+]=1.0*10-71mol.L-1。 1= 1=+0.535V =0.559+0.059161g[H+] =0.559+0.059161g10-7 =0.559+0.414 =0.145(V) 因为 1 2,所以I2是比H3AsO4更强的氧化剂,而HAsO2是比I-更强的还原 剂。因而上述反应能自发地向右进行。即 HAsO2+I2+2H2O→H3AsO4+2I-+2H+ 当溶液中氢离子浓度为1mol.L-1时, 1= 1=+0.535V 2= 2=+0.559V 因为 1< 2,所以H3AsO4是比I2更强的氧化剂,而I-更强的还原剂。因而上 述反应能自发地向右进行。即 H3AsO4+2I-+2H+→HAsO2+I2+2H2O
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