酸碱溶液中氧化还原半反应判据

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇酸碱溶液中氧化还原半反应判据范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：在氧化还原反应中，电对的氧化还原半反应式是用能斯特方程计算电对的电极电位的重要依据，也是离子——电子法配平氧化还原反应方程式的基础。要能准确无误地写半反应式，除必须知道氧化还原电对之外，还必须掌握在不同酸、碱介质中氧化还原反应的不同判断依据，才不致发生错误。

关键词：酸、碱溶液；氧化还原；判据

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2013）24-0191-01

在实际运用上，如计算电极电位及完成反应方程式时，往往需要准确而迅速地写出半反应式，这对初学者来说，常常感到比较困难。尤其是同一种物质在不同的介质中进行反应时，由于溶液的酸碱性不同，使得半反应的形式也不相同。例如在解释二氧化锰对双氧水的分解作用时，许多同学把电对MnO2/Mn2+的半反应式写成：

MnO2+2H2O+2e Mn2+4OH- 或者Mn2++2 OH- -2e MnO2+2H+

上面的两个半反应式，无论从元素的原子总数还是方程式两边的总电荷数来看，都是相等的。看起来似乎有错误，但实际上对于MnO2和H2O2反应来说，上面两个半反应式都是错误的，这是由于H2O2在稀的水溶液中有一定的本性，因此正确的半反应式应该是：

MnO2+ 4H++2e Mn2++2H2O

由此可见，要能准确无误地写半反应式，除必须知道氧化还原电对之外，还必须掌握在不同酸、碱介质中氧化还原反应的不同判断依据，才不致发生与上述情况相类似的错误。

为了归纳出酸碱溶液中氧化还原反应的判断依据，可将氧化还原电对的半反应式分两类来研究。

第一类：氧化型物质与还原型质间的转换形式中，无氧原子增减的半反应。这一类反应只需分别由电对写出基本反应式后，再将半反应式左右两边的原子个数及总电荷数平衡之后就可完成。例如：氧化还原电对I2/I-的半反应式或可依照下列步骤写出：

（1）根据电对写出基本半反应 I2——；

（2）平衡原子总数 I2——2I-；

（3）平衡电荷总数 I2+2e 2I-（完成半反应式）。

第二类：氧化型物质与还原型物质之间的转换形式中，有氧原子增减的半反应。这种类型又可分两种情况：

（1）氧化型物质与还原型物质之间的转换形式中，氧原子的增减数同氧化数发生变化的元素的原子数变化值成倍数关系的这种半反应式可按第一类半反应式顺利地写出。

例如：氧化还原电对S2O32-/SO42-

①S2O32-——SO42- ②S2O32-——2 SO42-

③S2O32-+2e 2 SO42-

由此可见，半反应式中各元素的原子总数必须相等，电荷总数必须相等，这是氧化还原半反应的一个判据。

（2）氧化型物质与还原型物质间的转换形式中，氧原子的增减数同氧化数发生变化的元素的原子数变化值不成倍数关系的。这种反应比较多，对于这反应，必须考虑介质对半反应的制约作用。下面分别讨论两种不同介质的作用：

1 在酸性溶液中

（1）由氧化+型物质转化为还原型物质的形式中，元素和氧原子的结合数减少的反应。必须以H+为氧的接受体，结合成水。例如：电对

Cr2O72-/Cr3+

①根据电对写出基本半反应式：Cr2O72-——Cr3+。

②以H+为氧的接受体，结合生成水Cr2O72-+ H+——Cr3++ H2O。

③平衡各元素的原子总数Cr2O72- 14H+——Cr3++ 7H2O。

④平衡电荷总数Cr2O72-+ 14H++6e Cr3++ 7H2O。

（2）由还原型物质转化为氧化型物质的形式中，元素与氧原子的结合数是增加的反应，则须以H2O作为氧的给予体，它给出氧原子之后产生H+离子。

例如：电对WO3/W，在酸性介质中W作为还原剂的半反应由下列步骤写出：

①根据电对写出基本半反应式W——WO3

②以H2O作为氧的给予体，它给出氧后产生的氢离子。W+H2O——WO3+H+

③平衡各元素的原子总数W+3H2O——WO3+6H+

④平衡电荷总数W+3H2O WO3+ 6H+ + 6e

2 在碱性溶液中

由氧化型物质转化为还原型物质的形式中，元素与氧原子的结合数减少的反应，必须以H2O作为氧的接受体，它结合生成OH-离子。

例如：在碱性介质子，电对IO3-/I-的半反应式可由下列步骤写出：

（1）根据电对写出基本半反应式IO3-——I-

（2）以H2O作为氧的接受体，它们结合生成OH-离子。IO3-+H2O——I-+ OH-

（3）平衡各元素的原子总数IO3-+3H2O——I-+ 6OH-

（4）平衡电荷总数IO3-+3H2O+6e I-+ 6OH-

由此可见，在酸碱溶液中，氧化还原半反应式的判据应包括以下两方面：①对元素与氧的结合数发生变化的反应：在酸性介质中应质子（H+）作为氧的接受体，而以（H2O）作为氧的给予体：在碱性介质中则要以H2O作为氧的接受体，而以OH-离子作为氧的给予体。②半反应式中，两端各元素的原子总数及电荷总数必须相等。

以上两点是从不同酸碱介质中半反应式中所归纳的两个结论。它既可作为书写半反应式的指导原则，也可作为半反应式正确与否的判据。经实践验证，此判据简明易懂，容易记忆，可作为掌握氧化还原半反应的一个简便工具。