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氧化还原及滴定一、氧化还原反应与电极电势1.1氧化还原反应1.氧化还原反应与氧化值:(1)氧化值(或氧化数):IUPAC1970年严格定义:氧化值是某元素一个原子的荷电数(即原子所带的净电荷数).确定氧化值的规则:单质中元素的氧化值为零;氢的氧化值一般为+1,在金属氢化物中为-1;氧的氧化值一般为-2;在过氧化物中为-1;在氧的氟化物中为+1或+2共价型化合物中,两原子的形式电荷数即为它们的氧化值.中性分子中各原子的氧化值的代数和为零,复杂离子的电荷数等于各元素氧化值的代数和。(2)氧化还原反应:还原剂:氧化值升高的物质.氧化剂：氧化值降低的物质.氧化还原电对:由同一种元素的氧化态物质和其对应的还原态物质所构成的整体.一般以Ox/Re表示.注意:氧化还原电对是相对的,由参加反应的两电对氧化还原能力的相对强弱而定.氧化还原反应是由氧化剂电对与还原剂电对共同作用的结果,其实质是电子的转移2.氧化还原反应方程式的配平:(1)离子-电子法:配平原则:氧化剂、还原剂得失电子数必须相等(电荷守恒);反应前后各元素原子总数相等(质量守恒).(2)氧化值法:配平原则:反应中元素氧化值升、降总数必须相等;反应前后各元素原子总数相等.酸介中去氧加氢成水，增氧加水成氢；碱介中去氧加水成羟，增氧加羟成水1.2电极电势1.原电池:(1)原电池:一种能使氧化还原反应中电子的转移直接转变为电能的装置.每个原电池都是由两个半电池构成,对应两个电对，Cu-Zn原电池装置电极:组成原电池的导体.负极:发生氧化反应.Zn→Zn2++2e-;正极:发生还原反应.Cu2++2e-→Cu电对中,氧化型物质和还原型物质在一定条件下可以相互转化:Ox+ne-=ReΔ半电池反应(或电极反应):表示氧化型和还原型相互转化的关系式(或分别在两个半电池中发生的反应).式中n为电极反应转移的电子数.(2)书写原电池符号的规则:负极“(-)”在左边,正极“(+)”在右边;半电池中两相界面用“│”分开;同相不同物种用“,”分开;盐桥用“‖”表示;非标准态时要注明ci或pi，若电极反应无金属导体,用惰性电极Pt或C(石墨)纯液体、固体和气体写在靠惰性电极一边,用“,”分开.例题:将反应:2Fe2+(1.0mol·L-1)+Cl2(100kPa)→2Fe3+(0.10mol·L-1)+2Cl-(2.0mol·L-1)设计成原电池,并写出电池符号.解:正极:Cl2(g)+2e-→2Cl-(aq);负极:Fe2+(aq)-e-→Fe3+(aq).(-)Pt|Fe2+,Fe3+(0.10mol·L-1)||Cl-(2.0mol·L-1),Cl2(100kPa),Pt(+)2.电极电势(φ)的产生:双电层间的电势差,实际上就是氧化还原电对的平衡电势,称之为电极反应的电势,简称为电极电势。3.电极电势的测定:E=φ(+)-φ(-)将待测电极与参比电极构成原电池.参比电极:电极电势在测定过程中保持恒定不变的电极.理论上一般选择标准氢电极为参比电极.规定:φθH+/H2=0.000V.实际应用时,常采用二级标准电极,如饱和甘汞电极.4.标准电极电势与标准电极电势表:标准电极电势{φθ(Ox/Re)}:298.15K,电极反应中各组分均处于标准态时所测得的电极电势。(1)标准电极电势(表)的意义:(作正极,发生还原)电极电势可以用来衡量不同氧化还原电对氧化还原能力的相对强弱.(2)注意:电极电势无加合性;(3)一些电对的φθ与介质的酸碱性有关5.电极电势的理论计算:将一个自发进行的氧化还原反应设计成原电池：有：ΔGθ=-nFEθ6.影响电极电势的主要因素(1)浓度的影响(2)分压的影响(3)溶液酸度的影响7.条件电极电势以浓度代替活度1.3电极电势的应用1.判断氧化还原反应方向,次序和限度(1)反应的方向:ΔG=-nFE=-nF{φ(+)-φ(-)}.若E0,ΔG0,逆向进行;若E0,ΔG0,正向进行.(2)反应的次序:一般是电动势最大的两电对优先发生反应.(3)反应的限度:ΔGθ=-2.303RTlgKθ2.计算有关平衡常数:如Kθsp3.元素电势图及其应用元素各种氧化值物质之间标准电极电势变化的关系图.1.判断不同氧化态时的性质,判断是否发生歧化反应(自身氧化还原反应):2.计算未知电对的电极电势:3.了解元素的氧化还原特性:氧化还原滴定法1.掌握条件电极电势的基本概念和条件电极电势与标准电极电势的关系，理解用条件电极电势进行计算的优点；2.掌握滴定分析对氧化还原电势差的要求、对称的氧化还原反应化学计量点电势计算及其滴定突跃范围的计算,掌握影响突跃范围大小的因素；3.掌握氧化还原滴定法中指示剂的分类和各类指示剂指示终点的原理、氧化还原型指示剂的变色点和变色范围及氧化还原型指示剂的选择原则；4.掌握高锰酸钾法、重铬酸钾法和碘量法各方法的特点、滴定条件及应用。