授课题目

_{第六章  氧化还原与电极电位}

授课形式

理论课

授课时间

授课学时

4

教学目的

与 要 求

1、熟悉氧化还原反应的概念及氧化还原方程的配平。

2、掌握电极电位及原电池电动势的概念、计算和应用。

3、掌握影响电极电位的因素

基本内容

（一)氧化还原反应

（二)电极电位

（三)电极电位的应用

重 点

难 点

重点：1. 电极电位 2. 电位及原电池电动势的计算和应用

难点：电极电位的应用

主要教学

媒 体

多媒体

主 要 外

语 词 汇

Oxidation-Reduction Reaction；reducing agent；oxidizing agent；reducing modality；oxidizing modalitywww.med126.com/jianyan/；redox couple；oxidation number；apparent charge number；primary cell；negative pole；positive pole；electrode reaction；cell reaction；double charge layer；electrode potential；reference electrode；calomell electrode；Nernst equation；Latimer diagram。

有关本内容的新进展

主要参考资料或相关网站

《医用化学》  化学工业出版社

《医用化学学习指导及习题解答》   第四军医大学出版社http://ce.sysu.edu。cn/ChemEdu/Echemi/elaborate/wujihuaxue/

http://www.sxmu.edu。cn/jingpin/wujihuaxue/lx.htm

系、教研室

审查意见

课后体会

教学内容

时间分配和

媒体选择

第六章 氧化还原与电极电位

根据化学反应中有无电子的转移或得失，可将化学反应分为两大类：氧化还原反应；非氧化还原反应。氧化还原反应几乎在化学反应的各个领域中都可能会涉及到，如燃烧、冶炼、各种化工产品的生产等。在人体内进行的一系列化学反应中，有许多也是氧化还原反应。人们还根据氧化还原反应有电子得失的特点，设计了原电池，实现了化学能向电能的转变，出现了轻便、环保的化学电源。研究过程中提出了电极电位的概念。电极电位是判断氧化还原反应进行方向和程度的重要依据，是本章讨论的重点内容。

第一节  氧化还原反应

一、氧化还原的概念

1、元素的氧化数

元素的氧化数（有时也叫氧化态)是假设把化合物中成键的电子分配给电负性更大的原子，从而求得原子所带的电荷数（形式电荷数)。

应该注意：

（1)在共价化合物中，元素的氧化数并不是该原子实际所带的净电荷。

（2)在共价化合物中元素的氧化数与它的共价（化合价)有所不同。

在未知结构的化合物中，元素氧化数的确定原则：

例（1、2)

2、氧化还原的概念

人们对氧化还原反应的认识过程。

以Zn + Cu²⁺ == Zn²⁺ + Cu为例，介绍氧化还原反应的本质及相关概念。

二、氧化还原方程式的配平

离子—电子半反应法

配平原则：

①反应过程中氧化剂所得到的电子数，必须等于还原剂所失去的电子数；即氧化剂的氧化数降低的总数必等于还原剂氧化数升高的总数。

②根据质量守恒定律，方程式两边各种元素的原子总数必须各自相等。

配平的步骤主要是：

①确定氧化剂和还原剂，并用离子式写出主要的反应物和生成物。

②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的两个半反应式并配平两个半反应方程式。

③根据得失电子数目相同的原则，写出总的离子反应方程式；有时根据需要，可将其改写为分子方程式。

例（1、2)

第二节  电极电位

一、原电池及其相关概念

以铜锌原电池为例介绍原电池及相关概念。

电池符号及其书写原则：

①一般将负极写在左边，正极写在右边。

②写出电极的化学组成及物态，气态要注明压力(单位为kPa)，溶液要注明浓度。

③单线“︱”表示极板与电极其余部分的界面。

④同一相中不同物质之间以及电极中其它相界面均用逗号“，”分开。

⑤用双线“‖”表示盐桥。

⑥气体或液体不能直接作为电极，必须附以不活泼金属(如铂)作电极板起导体作用。纯气体、液体如H₂(g)、Br₂(l)紧靠电极板。

例1、(-)Zn︱Zn²⁺(c执业医师₁) ‖Cu²⁺(c₂) ︱Cu(+)

例2、(-)Pt︱Sn²⁺(c₁)，Sn⁴⁺(c₂) ‖Fe³⁺(c₃)，Fe²⁺(c₄) ︱Pt(+)

（两个电极组成式：Sn⁴⁺，Sn²⁺︱Pt和Fe³⁺，Fe²⁺︱Pt。)

二、电极电位及其参考标准

从原电池产生电流的原因出发引出电极电位和电动势的概念。

标准氢电极的结构、电位标准：

标准电极电位的测定：（例)

标准电极电位表：（意义及注意事项)

第二节  电极电位

三、影响电极电位的因素

应用能斯特方程时，应注意以下几点:

①若电极反应式中有纯固体、纯液体或介质水时，它们的浓度不列入方程式中，气体物质用分压，即以100kPa的倍数表示。

②若电极反应式中氧化型、还原型物质前的系数不等于1时，则在方程式中它们的浓度项应以对应的系数为指数。

③氧化型、还原型物质包括与它们同时存在的有关物质。例如，MnO₄^- + 8H⁺ +5e^-   Mn²⁺ + 4H₂O，[氧化型]=[MnO₄^-][H⁺]⁸。

例（1~3)

第三节 电极电位的应用

一、判断氧化剂、还原剂的相对强弱

举例：

二、判断氧化还原反应自发进行的方向

举例：

三、判断氧化还原反应进行的程度

氧化还原反应的平衡常数K与反应中两个电对的标准电极电位的关系。

φ^θ₁与φ^θ₂之差值愈大，K值也愈大，反应进行得愈完全。

举例：

四、电位法测定溶液的pH值

指示电极 该电极的电位与溶液中某种离子浓度的关系符合能斯特方程式。从它所显示的电位可以推算溶液中这种离子的浓度。

参比电极 是指电极电位稳定且已知其准确数值的电极。

常用的pH指示电极为玻璃电极，参比电极为饱和甘汞电极。

式中pH_s为已知数、E_s和E_x为先后两次测出的电动势，F，R，T为常数，故可根据此式计算出待测溶液的pH值。

小结：掌握电极电位、原电池的基本概念；掌握电极电位的计算；熟悉氧化还原反应；了解电极电位产生的原理。

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