1、12/17/2021第七章第七章 電化學電化學 金屬金屬 材料腐蝕材料腐蝕12/17/2021復習提問 1.命名下列配合物。 KPtCl3NH3， Co(NH3)5H2OCl3 ， Pt (NH2)(NO2)(NH3)2 2.舉例說明何謂原電池？ 3.寫出標態摩爾Gibbs函數變與電動勢的關系。 4.寫出下列反應的Nernst方程 Cu2+ (aq) + 2e = Cu(s) Zn(s) + Cu2+ (aq) = Zn2 +(aq) + Cu(s)12/17/20217.2.2 影響電極電勢的因素2.酸度對電極電勢的影響酸度對電極電勢的影響例例7-5 如下反應如下反應2MnO4-(aq)+

2、10Cl-(aq)+16 H+(aq)= 2Mn2+(aq)+ 5Cl2(g)+8H2O (l)當當c(H+)=0.100mol/L,其它物質處于標態時，其電動勢為多少？其它物質處于標態時，其電動勢為多少？解法一：先計算電極電勢解法一：先計算電極電勢查表查表E (MnO4- / Mn2+)= 1.507V ; E(Cl2/Cl-)=1.35827V 正極： MnO4-(aq)+ 8 H+(aq)+5e= Mn2+(aq)+ 4H2O (l)負極： 2Cl-(aq)2e = Cl2(g)根據電極反應Nernst公式得E(MnO4- / Mn2+)=1.507V(0.05917V/5)lg(1/0

3、.10008)=1.412VE(Cl2/Cl-)= E(Cl2/Cl-)=1.35827VE = E(MnO4- / Mn2+) E(Cl2/Cl-)=0.054V 12/17/20217.3 電極電勢的應用 7.3.1比較氧化劑和還原劑的相對強弱電極電勢的代數值的大小反映了電對中氧化態物質和還原態電極電勢的代數值的大小反映了電對中氧化態物質和還原態物質在水溶液中氧化還原能力的相對強弱。氧化還原電對的物質在水溶液中氧化還原能力的相對強弱。氧化還原電對的電極電勢代數值大，則氧化態物質越易得電子，是越強的氧電極電勢代數值大，則氧化態物質越易得電子，是越強的氧化劑，其對應的還原態就越難失去電子，是越

4、強的還原劑。化劑，其對應的還原態就越難失去電子，是越強的還原劑。如：如： E(Br2/Br-) E(Fe3+/Fe2+) E(I2/I-)氧化性：在標準狀態下，氧化性：在標準狀態下， Br2 Fe3+ I2還原性：在標準狀態下，還原性：在標準狀態下， I- Fe2+ Br-12/17/20217.3 電極電勢的應用例例7-6 下列電對在標態時的氧化性強弱順序如何？若在下列電對在標態時的氧化性強弱順序如何？若在pH=3時其氧化性強弱順序又如何？時其氧化性強弱順序又如何？ E (MnO4- / Mn2+)= 1.507V ; E(Cl2/Cl-)=1.35827V 解解: (1)標態時，標態時，

5、E (MnO4- / Mn2+) E(Cl2/Cl-)氧化能力：氧化能力： MnO4- Cl2(2)pH=3時，c(H+)=1.0010-3mol/l電極反應： MnO4-(aq)+ 8 H+(aq)+5e= Mn2+(aq)+ 4H2O (l)根據電極反應Nernst公式得E(MnO4- / Mn2+)=1.507V(0.05917V/5)lg(1/0.0010008)=1.223VE(Cl2/Cl-)= E(Cl2/Cl-)=1.35827V此時，此時，MnO4-氧化能力小于氧化能力小于Cl212/17/20217.3 電極電勢的應用7.3.2 判斷氧化還原反應進行的方向由由 rGm=nE

6、F,得得E0 反應自發正向進行反應自發正向進行;E0 反應自發逆向進行反應自發逆向進行;E=0 應達到化學平衡應達到化學平衡.恒溫，化學反應的方向恒溫，化學反應的方向 rGm來判斷來判斷: rGm0反應自發逆向進行反應自發逆向進行; rGm=0反應達到化學平衡反應達到化學平衡.又：又：E=E(+)-E(-)E(+)E(-)E(+)0 正反應自正反應自發發(2) c(H+)=0.100mol/L,其它物質處于標態時根據電極反應Nernst公式得E(MnO4- / Mn2+)=1.507V(0.05917V/5)lg(1/0.10008)=1.412VE(Cl2/Cl-)= E(Cl2/Cl-)=

7、1.35827VE = E(MnO4- / Mn2+) E(Cl2/Cl-)=0.054V 0正反應自發(3)pH=3時，c(H+)=1.0010-3mol/lE = E(MnO4- / Mn2+) E(Cl2/Cl-)=1.233V-1.358V=0因為因為 ，易知。，易知。說明吸氧腐蝕比析氫腐蝕嚴重得多。說明吸氧腐蝕比析氫腐蝕嚴重得多。2112/17/2021金屬的防腐金屬的防腐（1在金屬表面涂敷各種保護層在金屬表面涂敷各種保護層(a)非金屬保護層非金屬保護層 在金屬表面涂上油漆、搪瓷、在金屬表面涂上油漆、搪瓷、塑料、瀝青、高分子材料等，使金屬與腐蝕介質隔開。塑料、瀝青、高分子材料等，使金

8、屬與腐蝕介質隔開。(b)金屬保護層金屬保護層 在金屬表面用電鍍或化學鍍的方在金屬表面用電鍍或化學鍍的方法鍍上法鍍上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金屬，保護內層等金屬，保護內層不被腐蝕。保護層可分為陽極保護層和陰極保護層。不被腐蝕。保護層可分為陽極保護層和陰極保護層。12/17/2021（2加緩蝕劑加緩蝕劑 在原電池的體系中在原電池的體系中加緩蝕劑，加緩蝕劑， 改變介質的性質，降低腐蝕速度。改變介質的性質，降低腐蝕速度。(a) 鈍化促進型：鉻酸鹽，亞硝酸鹽等；鈍化促進型：鉻酸鹽，亞硝酸鹽等；(b) 形成沉淀膜：聚磷酸鹽，聚硅酸鹽等；形成沉淀膜：聚磷酸鹽，聚硅酸鹽等；(c) 形成吸附膜：有機

9、物分子，含有能吸附于金形成吸附膜：有機物分子，含有能吸附于金屬表屬表面，電負性大的面，電負性大的N,O,P,S的的陰性基，陰性基，和阻礙腐蝕和阻礙腐蝕性介質與金性介質與金屬表面接觸屬表面接觸的非極性基的非極性基(烷烷基基)。12/17/2021（3電化學保護電化學保護 1保護器保護保護器保護 將電極電勢較低的金屬和被保護的金將電極電勢較低的金屬和被保護的金屬連接在一起，構成原電池。電極電勢較低的金屬作屬連接在一起，構成原電池。電極電勢較低的金屬作為陽極而溶解，被保護的金屬作為陰極而避免腐蝕。為陽極而溶解，被保護的金屬作為陰極而避免腐蝕。又稱犧牲陽極保護法。又稱犧牲陽極保護法。 2陰極電保護陰極電保護 利用外加直流電，將負極接到被保利用外加直流電，將負極接到被保護金屬上，作為陰極。正極接到一些廢金屬作陽極，護金屬上，作為陰極。正極接到一些廢金屬作陽極，使