化学自习室移动版

一、能斯特方程：

对于任何电对[Ox]/[Red]，其电极反应：氧化型 (Ox)＋e^-=还原型(Red)

在非标准状态条件下，其电极电势可用能斯特方程计算：

值越大，表明[Ox]型氧化能力越强，[Red]型还原能力越弱。

二、元素电势图：

一种元素的不同氧化数物种按照其氧化数由高到低从左到右的顺序排成一行，并在两种氧化数物种之间标出相应的标准电极电势值。这种表示一种元素各种氧化数之间标准电极电势的图式称为元素电势图，又称拉蒂默图。

元素电势图应用：

1、判断元素各种氧化数的相对稳定性(判断是否能发生岐化)

对某一元素，其不同氧化数的稳定性主要取决于相邻电对的标准电极电势值。若相邻电对的φ^θ值符合φ^θ_右＞φ^θ_左，则处于中间的个体必定是不稳定态，可发生歧化反应，其产物是两相邻的物质。如

比较：φ_左=φ[Cu^2＋/Cu^＋]=0.153V

φ_右=[Cu^＋/Cu]=0.521V

φ_左＜φ_右，则

电池的电动势为E＝φ^＋－φ^－=φ_右－φ_左，则

E＞0，表示电池反应可自发进行，即中间物种可发生歧化反应。

正极电对：Cu^＋/Cu

负极电对：Cu^2＋/Cu^＋

表明[Cu^＋]氧化能力强，[Cu^＋]还原能力强，Cu^＋可发生歧化反应生成Cu^2＋和Cu。

若相反，φ_左＞φ_右，则两边的不稳定，可发生逆歧化反应，两头的是反应物，产物是中间部分。如

可以得出结论，在水溶液中Fe^3＋和Fe可发生反应生成Fe^2＋。

2、求未知电对的电极电势

利用Gibbs函数变化的加合性，可以从几个相邻电对的已知电极电势求算任一未知的电对的电极电势。

已知φ₁^θ和φ₂^θ，求φ₃^θ。

因为 Δ_rG₁^θ＝－n₁Fφ₁^θ

Δ_rG₂^θ＝－n₂Fφ₂^θ

Δ_rG₃^θ＝－n₃Fφ₃^θ

由盖斯定律得， Δ_rG₃^θ＝ Δ_rG₁^θ＋Δ_rG₂^θ

其中n₃＝n₁＋n₂

由铁的电势图：

由于φ_a^θ(O₂/H₂O)＝1.229V ＞φ_a^θ(Fe^3＋/Fe^2＋)＝0.771V

φ_b^θ(O₂/OH^－)＝0.40V＞φ_b^θ[Fe(OH)₃/Fe(OH)₂]＝－0.56V

因此，Fe(II)能被空气中的氧氧化为Fe(III)是难免的，所以在实验室保存Fe^2＋溶液往往是在强酸性下加入铁屑或铁钉。