电极电位的应用(方法,原理,氧化还原反应)

二、判断氧化还原反应进行的程度

　　氧化还原反应属可逆反应，同其他可逆反应一样，在一定条件下也能达到平衡。随着反应不断进行，参与反应的各物质浓度不断改变，其相应的电极电位也在不断变化。电极电位高的电对的电极电位逐渐降低，电极电位低的电对的电极电位逐渐升高。最后必定达到两电极电位相等，则原电池的电动势为零，此时反应达到了平衡，即达到了反应进行的限度。利用能斯特方程式和标准电极电位表可以算出平衡常数，判断氧化还原反应进行的程度。若平衡常数值很小，表示正向反应趋势很小，正向反应进行得不完全；若平衡常数值很大，表示正向反应可以充分地进行，甚至可以进行到接近完全。因此平衡常数是判断反应进行 程度的标志。

　　氧化还原K与反应中两个电对的标准电极电位的关系为：

　　（6-4)

　　式中，n—反应中得失电子数；

　　₁—正反应中作为氧化剂的电对的标准电极电位；

　　_２—正反应中作为还原剂的电对的标准电极电位。

　　由式（6-4)可见，₁与_２之差值愈大，Ｋ值也愈大，反应进行得也愈完全。

　　例11　计算下列反应在298K时的平衡常数，并判断此的以应进行的程度。

　　解：　　　　　电极反应Ag⁺+e^-→Ag ₁＝＋0.7996V

　　Fe²⁺→Fe³⁺+e^-_２＝＋0.77V

　　此反应平衡常数很小，表明此正反应进行得很不完全。

　　例12　计算下列反应的298K时的平衡常数，并判断此反应进行的程度。

　　解：

电极反应　Cr₂O₇^2-+14H⁺+6e^-+→2Cr³+7H₂O

　　₁=+1.33V

　　2I^-→I₂+2e^-₁=+0.535V

　　此反应的平衡常数很大，表明此正反应能进行完全，实际上可以认为能进行到底。

　　例13　向0.45mol.L^-1铅盐溶液中加锡，发生下列反应，

　　计算298K时反应的平衡常数，达到反应限度时溶液中Pb²⁺浓度为多少。

　　解：

电极反应：Pb²⁺+2e^-→Pb ₁=-0.1263V

　　Sn→Sn²⁺+2e^-_２=-0.1364V

　　设平衡（达到反应限度)时溶液中Pb²⁺浓度为χmol.L^-1。

χ　0.45-χ

　　即达到反应限度时溶液中Pb²⁺浓度为0.14mol.L^-1。

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