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电化学基础——氧化还原反应

作者:管理员 来源:本站 浏览数:5219 发布时间:2014-8-2 11:01:08

        在化学分析的实践中,研究离子间的化学反应为重要工作之一,特别是在水溶液中所遇到的离子反应及其反应的平衡,极为有用。这种反应大致可分为两大类,一类是指因离子化合所起的反应,另一类是指因电子授受所起的反应。众所周知,前一类反应有:1、形成一不易游离的酸或碱;2、形成一沉淀;3、形成一络离子;4、放出一气体;5、形成两性氢氧化物。但后者第二类反应是指有电子授受的反应,本文所谈的就是有电子授受的氧化还原反应。物质的氧化还原反应界说,最初定义是谓氧化是一物与氧化合,还原是与氧分离,以后有谓氧化可视为阴性元素比例的增加FeCl2→FeCl3,还原者为阴极元素比例的减少FeCl3→FeCl2,,广而言之,则电子的丧失谓之氧化,电子的获得谓之还原。Zn0+2H+=Zn2++H20
        若置一片金属锌于硫酸锌溶液中,锌就有变成锌离子的倾向,此倾向称为溶解压力,反之,溶液中的锌离子有沉积于锌片而成金属的倾向,此倾向称之渗透压力。有三种情形,可想而得:
        一、若溶液中无锌离子(如在硫酸溶液中)或虽有但其浓度甚小,则有一部分锌溶解变为锌离子:Zn0→Zn2++2e-,锌片上因遗有电子而有负电荷,能吸引有正电荷的锌离子,故金属与溶液有电位之差。
        二、若溶液中锌离子恰巧为某种浓度,则放入锌片时,锌不溶解,锌离子亦不沉积而出,故金属与溶液之间没有电位差。
        三、若溶液中锌离子过于一定的浓度,则放入锌片时,锌片上有一部分锌离子沉积而出,使锌片有正电荷,能吸引有负电荷的离子,故金属与溶液之间也有电位差。
        由此可知,同一金属因离子浓度不同,可得大小不同、正负不同之电位,故欲比较各种金属之活动性、离子浓度务须加以规定。
        要了解电极电位,首先了解原电池。
        原电池一般由两个半电池组成,一个氧化半反应和一个还原半反应在一定装置中隔离开来,并分别发生反应,便可产生电流,从而将化学能转化为电能,这种装置称为原电池。每个半电池都必须由两类物质组成,一个是还原态物质,另一类是氧化态物质,如Zn、ZnSo4   Cu、CuSo4,类似这种借助于自发的氧化还原反应产生电流的装置,叫原电池。


电池图示                  电池符号
Zn(s)∣ZnSo4C1          CuSo4C2∣Cu(s)
负极,氧化反应 –e给出电子   接受电子的电极叫正极
        标准电位:欲知某元素相对的氧化还原本领,即金属的活动性,可用电化法求得,但其离子浓度须加以规定,所规定的浓度为1mol/L,离子浓度为1mol/L时,温度25℃,并以氢电极电位为零时,金属与溶液间的电位,称为标准电位。根据标准电极电位的高低,可以初步判断氧化还原反应进行的方向和反应次序。
(集团技术部 陈纪光)