214 23+砓23+0.059V[Cr2O7][H+] E(Cr2O7/Cr)=E(Cr2O7/Cr)+ 6lg [Cr3+]2 砓23+ 查表34可知:E(Cr2O7/Cr)=1.23V 23+3砓 由干式氮吹儀題意可知:Cr2O7]=[Cr]=1.0 00mol·dm/c=1.00 [H+]=1.00×103mol·dm3/c砓=1.0 00×103 23+ 所以Cr2O7/Cr電極的電極電位為: 23+0.059V1×(1.0 00×103)14 E(Cr2O7/Cr)=1.23V+ 6lg12 =1.23V+(0.413V)=0.82V 從例312、例313可知,若電極反應中,除電對組分間電子得失外,某電 對組分還涉及酸堿電離平衡,溶解沉淀平衡或配位平衡等。則涉及這些平衡的 106第三章 溶液中的化學平衡 相關物質(如例312中的Cl離子,例313中的H+離
子)的濃度也將明顯影 響到相關電極的電位。從例313中可以看出,溶液的酸性明顯影響到含氧酸 根的氧化能力。溶液酸性愈強,含氧酸根(如MnO4、CrO27、CrO24、ClO4、NO3 2 等)的氧化能力也愈強。H+離子濃度對電極電位的影響,可通過能斯特方程進 3 行定量計算。從例313可以看出當H+離子濃度從1.00mol·dm(相當于標 333+ 準狀態)降低到1.0×1mo·mE(C2O27C)相應降低043V(差不 00ld時,r/r.1 多降低了1/3)。顯然H+離子濃度對于帶有含氧酸根離子的電極電位的影響大 小與電極反應式中H+的系數密切相關。因此,正確地配平電極反應式,是正確 2+ 使用能斯特方程定量計算電極電位的前提,F以酸性條件下MnO/Mn電極 為
例,簡單介紹這類電極反應式配平的一般方法: 、賹懗鼋o定電對的氧化態與還原態物質間的電子得失平衡式,稱為氧化還 原半反應式: 4 2+ MnO+5eMn 4 、谏鲜阶笥覂蛇叺难踉訑挡坏,電荷總數也不等,必須用水的電離平衡 HOH++OH參與配平上式。一般在酸性介質中用H+與HO配平;而在 22 堿性介質中用OH與HO配平。具體方法是,在酸性介質中,在反應式含氧原 2 子較多的一邊,加上相當于兩邊氧原子數之差兩倍的H+,而在反應式另一邊加 HO進行平衡(若是在堿性介質中,則可在反應式中含氧較多的一邊,加上相當 2 于氧原子數之差的H2O,同時在反應式另一邊加上兩倍的OH來平衡): 2+ MnO+5e+8H+Mn+4HO 42 、圩詈髾z查反應式兩邊,各種元素的原子數,及兩邊總的電荷數是否相等 (上式中,左邊總電荷數=(1)+(5)+8=+2=右邊的總電荷數),即可確 認此電極反應已配平。 上面介紹的配平電極反應的基本方法,也是配平復雜的氧化還原方程式的 離子電子配平法的基本要點。運用離子電子法配平氧化還原反應時,首先把 氧化還原反應分成氧
化和還原兩個半反應,每個半反應實質就是一個電極反應, 用上述方法分別配平兩個半反應。然后根據氧化半反應與還原半反應中得失電 子總數應相等的規則,將兩個半反應方程式分別乘以適當的系數,使氧化半反應 中放出的電子總數正好等于還原半反應中得到的電子總數。最后將兩個半反應 式加在一起,變成完整的氧化還原總反應式,就完成了該氧化還原反應式的配 平。 例314 用離子電子法配平下列氧化還原反應式: 、伲茫酰樱ǎ螅龋危希常茫酰樱希矗危希ǎ纾 。ㄋ嵝匀芤褐校 第四節 溶液中的電化學平衡及其應用107 、冢校ǎ螅龋危希常危希ǎ纾龋常校希矗ㄋ嵝匀芤褐校 、郏耍希龋拢颍玻ǎ欤耍拢颍耍拢颍希常▔A性溶液中) 解:①CuS(s)+HNO3CuSO4+NO(g) 先將反應式拆成兩個半反應: 氧化反應:。茫酰樱ǎ螅茫酰玻樱希玻福 4 還原反應:。危希常常澹危希ǎ纾 再用H2O和H+參與配平上列半反應式: