王芬華，黃江勝，王崇俠，陶庭先

（安徽工程大學(xué) 生物化學(xué)工程學(xué)院，安徽 蕪湖241000）

復(fù)雜氧化還原電極電極電勢的計算

王芬華，黃江勝，王崇俠，陶庭先

（安徽工程大學(xué) 生物化學(xué)工程學(xué)院，安徽 蕪湖241000）

對復(fù)雜電極電勢計算公式進(jìn)行推導(dǎo)、歸納和比較，使學(xué)生掌握難溶鹽電極在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電勢以及配合物電極電極電勢的計算。

電極電勢；沉淀溶解平衡；配位解離平衡

電極電勢有著廣泛的應(yīng)用，如計算原電池電動勢，判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的方向及限度，測定難溶鹽的溶度積常數(shù)和配合物穩(wěn)定常數(shù)等［1－3］。由于其內(nèi)容多，抽象，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺很難接受。我們在無機(jī)及分析化學(xué)課程授課過程中發(fā)現(xiàn)，大一學(xué)生尤其對難溶鹽電極、配合物電極的電極電勢的計算不能理解。為此，我們在課堂上通過推導(dǎo)、歸納、比較等手段，幫助學(xué)生理解、消化。

一、難溶鹽電極標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的計算

例1［4］已知φθ（Ag＋／Ag）＝0.799V，。求下列電極反應(yīng)的φθ：

分析：《無機(jī)及分析》［4］上直接給出下面的計算式：

直接看這個表達(dá)式，學(xué)生很難理解，電極反應(yīng)式中并未出現(xiàn)Ag＋，而電極電勢中卻與Ag＋濃度有關(guān)。為了幫助學(xué)生理解，在講授過程中，我們將其設(shè)計成一組原電池，如上例中可以設(shè)計成下面的原電池反應(yīng)：

很顯然，該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

其中z＝1，將（2）、（3）式聯(lián)立變形得即

因為是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由于 ［Br－］＝1.0mol·L－1，所以（4）式可以變形為

通過推導(dǎo)，學(xué)生就可以理解上述計算式了，然后再引導(dǎo)學(xué)生求難溶鹽電極在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的電極電勢。

二、難溶鹽電極在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電極電勢的計算

我們就以例1的條件，假設(shè)［Br－］＝0.1mol·L－1，求φ（AgBr／Ag）＝？

分析：從（1），我們不難得出

顯然，電極電勢就有兩種不同的計算方式了，這時我們還需要推導(dǎo)，證明這兩個式子是等同的，學(xué)生就能理解得更透徹了。

將（4）式代入（6）式得

如果在非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，則電極電勢可以表示為：

那么對于配合物電極的電極電勢的計算，有了前面的基礎(chǔ)，學(xué)生就很容易接受了。

三、配合物電極的電極電勢的計算

對于配合物電極的電極電勢可以給出一個例子，先讓學(xué)生自己推導(dǎo)，老師再作總結(jié)。

例2［4］已知，φθ＝－0.763V，，求算的φθ

分析 該例子同樣可以設(shè)計成下面兩個半反應(yīng)：

同理，此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)

其中，z＝2。聯(lián)立（8）、（9）兩式，即可得到

因為是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，所以

也就是說φθ（［Zn（CN）4］2－／Zn）可以用（10）或 （11）式表達(dá)。

通過前面兩個例子的講解和公式推導(dǎo)以及配合物電極電勢計算的鞏固，學(xué)生對這方面的知識就容易理解和接受了。

［1］馬志領(lǐng)，李志林.無機(jī)及分析化學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［2］浙江大學(xué).無機(jī)及分析化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2003.

［3］陳虹錦.無機(jī)及分析化學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，2002.

［4］南京大學(xué)無機(jī)及分析編寫組.無機(jī)及分析［M］.（第四版）.北京：高等教育出版社，2006.

G642.4

：A

：1673－1794（2010）05－0121－02

王芬華（1979－），女，碩士，講師，主要擔(dān)任無機(jī)及分析化學(xué)課程的教學(xué)與研究。

安徽工程大學(xué)教學(xué)研究項目（2009jyy29）

2010－07－11