2014年1月13日 星期一

[陽明大一分析化學]Chapter18,19,20電化學




Chapter18
1.      氧化還原:oxidation//reduction///氧失增,還得減(氧化失去電子,氧化數增加,還原得到電子,氧化數減少)
2.      化學電池:electrochemical cell
電位能:potential,電位能差可推動電子的前進,造成電流。
Salt bridge:鹽橋
Cathode:陰極:發生還原的地方
Anode:陽極:發生氧化的地方
電化學電池的表示方法:以銅銀電池為例:
Cu|Cu2+(濃度)||Ag+(濃度)|Ag
IUPAC原則:plus right rule:電流方向從右經電路到左邊(右:cathode左:anode)
電池電位能:E cell = E right -- E left

 
3.      標準還原電位:
a.       Hydrogen Reference Electrode標準氫電極(SHE)
b.      為一氣體電極(gas electrode)
c.       以惰性金屬(pt)做為電極,以傳導為目的,不參與反應
d.      我們能以此標準氫電極為參考,衡量出另一電極的電位大小
e.       求出各物值之標準還原電位(E0)
H2(P=1atm)|H+(1M)||X+(1M)|X
f.       不會因為方程式的係數改變而改變其大小
4.      Nearst equation能斯特方程式
a.       ln表示E=E0--RT/nF ln(keq):受到溫度,平衡狀態等影響
b.      換成log表示:E=E0- (0.0592/n)(log keq)[註:keq:平衡常數;n:轉移電荷數]
c.       Nearst方程式的侷限:其他離子與activity會影響平衡,使得實際的狀況與理想電壓有差距

Chapter19
1.      化學電池電壓的計算:cathode - anode的電位(右邊的還原電位扣掉左邊的)
E cell = E right – E left (要注意Nearst 方程式)
2.      氧化還原滴定:redox titration curve
a.       potential of the system:在平衡的狀態下,每一個物質的電位都會相同,氧化劑還原劑指示劑的電位都一樣,此時無電流產生,這個狀況下的電位,會等於系統的電位。
b.      利用Nearst方程式,我們可以得到當量點時的電位,我們可藉此電位,決定使用的指示劑(這類的指示劑會因電位改變而改變顏色)
c.       滴定曲線分成三個階段:當量點之前,當量點,過量三種狀況:
(a)當量點之前:如何計算其potential ??Ce4+滴定Fe2+為例
(1).計算出平衡濃度
(2).因為鐵的濃度較高,較易計算平衡濃度,且在平衡狀態E system=鐵離子造成的電位,故可由Nearst方程式,計算得到E system
(b)當量點:利用當量點的特性,[Ce4+]=[ Fe2+][Ce3+]=[ Fe3+],列出兩個Nearst方程式的結果,相加後整理式子,可以得到E system的值
(c)過量狀態:方法同(a),改計算[Ce4+][Ce3+]

Chapter20:氧化還原滴定
1.      auxiliary reducing//oxidizing reagent讓通過管柱的溶液物質氧化或還原,避免在空氣中自行反應的結果,以致產生誤差
a.               auxiliary reducing reagent
Jones reductor:利用汞化鋅中的鋅放出電子,將溶液物質還原
Walden reductor:利用金屬銀與氯離子的反應,將溶液物質還原
b.              auxiliary oxidizing reagent
利用雙氧水,或是Ammonium Peroxydisulfate(過氧化物為主)
2.      常見氧化劑:
a.       過錳酸鉀:potassium permanganate
b.      二鉻酸鉀:potassium dichromate
c.       碘:iodine
d.      四價鈰:cerium
3.      常見還原劑:
a.       二價鐵
b.      硫代硫酸銀Sodium Thiosulfate
4.      利用Karl Fischer Reagent 滴定水的量
方程式+二氧化硫+ = 碘化氫+硫酸

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