判断
氧化还原反应的方向 1.根据e⊖值,判断
标准状况下氧化还原反应进行的方向。
通常条件下,氧化还原反应总是由较强的氧化剂与
还原剂向着生成较弱的氧化剂和还原剂方向进行。从电极电势的数值来看,当氧化剂电对的电势大于还原剂电对的电势时,反应才可以进行。反应以“高电势的氧化型氧化低电势的还原型”的方向进行。在判断氧化还原反应能否自发进行时,通常指的是正向反应。
2.根据电池
电动势e⊖池值,判断氧化还原反应进行方向。
任何一个氧化还原反应,原则上都可以设计成原电池。利用原电池的电动势可以判断氧化还原反应进行的方向。由氧化还原反应组成的原电池,在标准状态下,如果电池的标准电动势
>0,
则电池反应能自发进行;如果电池的标准电动势
<0,
则电池反应不能自发进行。在非标准状态下,则用该状态下的电动势来判断。
从原电池的电动势与电极电势之间的关系来看,只有
>
时,氧化还原反应才能自发地向正反应方向进行。也就是说,氧化剂所在电对的电极电势必须大于还原剂所在电对的电极电势,才能满足e
>0的条件。
从
热力学讲电池电动势是电池反应进行的推动力。当由氧化还原反应构成的电池的电动势e⊖池大于零时,则此氧化还原反应就能自发进行。因此,电池电动势也是判断氧化还原反应能否进行的判据。
电池通过氧化还原反应产生电能,体系的
自由能降低。在恒温恒压下,自由能的降低值(-△g)等于电池可能作出的最大有用电功(w电):
-△g=w电=qe=nfe池
即△g=-nfe池
在标准状态下,上式可写成:
△g⊖
=
-nfe⊖池
当e⊖池
为正值时,△g⊖为负值,在标准状态下氧化还原反应正向自发进行;当e⊖池为负值时,△g⊖为正值,在标准状态下反应正向非自发进行,逆向反应自发进行。e或e⊖愈是较大的正值,氧化还原反应正向自发进行的倾向愈大。e池或e⊖池愈是较大的负值,逆向反应自发进行的倾向愈大。
[例2]
试判断反应
br
+
2fe
2fe
+2br
在标准状态下进行的方向。
解:查表知:fe
+
e
fe
=
+0.77v
br
+
2e
2br
=
+1.07v
由反应式可知:br
是氧化剂,fe
是还原剂。
故上述电池反应的
=
+1.07-0.77=0.29v>0