11.5.1 元素电位图及 Δ G o /F-Z 图
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11.5.1 元元元元元元 ΔG o /F-Z 元 11.5.2 元元元元元 对对对对对对对对对对 对对对对对对对对对对对对对 ， 对 对对对对对对对对对对对对对对 Lamiter 对 对对对对对 ， 对对 对对对对对 对对 对 对 。（） 对对对对 pH=0 对 pH=14 对 。 11.5.1 元元元元元元 ΔG o /F-Z 元 0 0
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11.5.1 元素电位图及 Δ G o /F-Z 图. 11.5.1 元素电位图及 Δ G o /F-Z 图. 11.5.2 元素电位图 对于多种氧化态的元素，将相邻两个氧化态组成的电对 的 按氧化态由高到低排列起来成为 Lamiter 图，又称元素电 位图。例如卤素（氯）的 和 分别表示 pH=0 及 pH=14 的 。. 11.5.1 元素电位图及 Δ G o /F-Z 图. 图的应用. ● 方便的判别歧化与逆歧化反应 例如：某元素的 图 ：. 11.5.1 元素电位图及 Δ G o /F-Z 图. ● 元素及其化合物氧化还原性质的变化规律. - PowerPoint PPT Presentation
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11.5.1 元素电位图及 ΔGo/F-Z 图 11.5.2 元素电位图 对于多种氧化态的元素，将相邻两个氧化态组成的电对的 按氧化态由高到低排列起来成为 Lamiter 图，又称元素电位图。例如卤素（氯）的 和 分别表示 pH=0 及 pH=14 的 。
11.5.1 元素电位图及 ΔGo/F-Z 图
0
0
● 方便的判别歧化与逆歧化反应 例如：某元素的 图：
图的应用
11.5.1 元素电位图及 ΔGo/F-Z 图 0
0
例如： Cu的元素电位图 Cu+在溶液中会歧化，不能稳定存在，但生成 CuI↓时，由于[Cu+]↓ （ [Cu+]=Ksp/[I-] ↓）， ，从而使 CuI可以稳定存在，如， 又如， Fe 的 图：
由于
● 元素及其化合物氧化还原性质的变化规律
Fe( )Ⅱ 被空气氧化为 Fe( )Ⅲ 是难免的， ∴ 实验室保存 Fe( )Ⅱ 溶液往往是在强酸性下加入铁屑或铁钉。
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0.153 0.521 2Cu Cu Cu
/Cu Cu
0.86 0.1852Cu CuI Cu 0 0,A B
3 22 2
32
0 0/ /
0 0( ) / ( )2/
1.23 0.77
0.40 0.56
O H O Fe Fe
Fe OH Fe OHO OH
V V
V V
● 求算未知电对的 φo
推而广之，对于
[ 例 11-19]
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● 选择合理的氧化剂和还原剂
例如在钒的体系中，已知 V 的电位图
欲使 V( )Ⅴ 还原为 V( )Ⅱ ，试从 Zn ， Sn2+ ， Fe2+三种还原剂中，选择其中合适的还原剂。 解：为了使 V( )Ⅱ 稳定地存在于体系中，必须保证钒的其它氧化态形式不可能存在，因此，凡与 V( )Ⅱ 有关的电对电位都应分别求出：
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0 0 0( ) / ( ) ( ) / ( ) ( ) / ( )0.37 , 0.055 , 0.20V V V II V IV V II V III V IIV V V
1.0 0.71 0.2 1.50 : ( ) ( ) ( ) ( ) (0)A V V V IV V III V II V
被选择的还原剂必须存在以下条件：
● 只有 Zn ， Sn2+符合条件
● ，只有 Zn2+符合条件，由以上分析，只有选择 Zn才是合理的。
，
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2 4 2 3 2
0 0 0
/ / /0.76 , 0.15 , 0.77
Zn Zn Sn Sn Fe FeV V V
0 0( ) / ( ) /nV V V II M M
0 0 0 0( ) / ( ) ( ) / ( )/ /
,n nV III V II V IV V IIM M M M
11.5.2 ΔGo/F-Z图
据元素电位图，对任一电极反应，例如：
两种反应的都是： 以 X(+Z)表示氧化态为 +Z的某物质 X的特定组合，②式改写为
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0 0
/(2 1)
mr m XO XG m F
02 /
02 /
(2 1) 2 1
(2 1) 2 2
m
m
m XO X
m XO X
XO m e mH X mH O
XO m e mH mH O X
（）
或 （ ）
X(+Z) 表示了②式中的（ ）这个特定粒子的组合，我们称其为在反应条件下氧化态为 +Z 的某元素的特定粒子组合，对于③式：
这里 则表示在反应条件 (pH=0 或 pH=14)下，某元素的特定离子组合相对于单质生成自由能为 0时的相对生成自由能，简称为某元素在氧化态为 +Z时的相对自由能， 显然 并不是
Xz+离子的生成自由能 。
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22mXO mH mH O
0( )r X ZG
0( )r X ZG
根据这一原则，我们可将电极反应归纳为两种形式：
在单质的 基础上，
因此，某元素在不同氧化态的相对自由能 可以由（ 18 ）和（ 19 ）式计算得到 。
11.5.1 元素电位图及 ΔGo/F-Z 图
0( ) 0f XG
0( ) /
0/ ( )
( ) (18)
( ) (19)
X Z X
X X Z
X Z Ze X
X Ze X Z
或
0( )f X zG
例如：氯： φ Ao 及 φ B
o 图为根据（ 18 ）和（ 19 ） 计算得到的数值列于 11-3表 中。在元素的 ΔGo/F-Z图中，任意两点线段的斜率有什么意义？以 HCl04-HClO2线段为例加以说明：
（ 20 ）—（ 21 ）得
11.5.1 元素电位图及 ΔGo/F-Z 图
4 2 24 4 2HClO H e HClO H O
即在 ΔGo/F-Z 图中，任两点线段的斜率代表了由这两点组成的电对的电极电位数值。 如果在某元素的 A ， B 氧化态间存在中间氧化态 C ，当它分别在图11-10中的 C 点、 C` 点及 C`` 点上时，我们有以下结论：
11.5.1 元素电位图及 ΔGo/F-Z 图
◆ C 点在 AB 连线上时，由于 ，因此 C 点为热力学平衡点，状态 A ， B ， C 可以共处于同一体系中。 ◆ C` 点在 AB 连线上方时，由于 ，因此 C` 在热力学是不稳定的。易歧化为 A ， B 状态， C` 点称为热力学峰点，是热力学不稳定点。 ◆ C`` 点在 AB 连线下方时，由于 ，因此 反应在热力学上是自发的。 C`` 点被称为热力学谷点，是热力学稳定点，在反应条件下， A ， B 在溶液中不能共存，它们会发生逆歧化作用。
11.5.1 元素电位图及 ΔGo/F-Z 图
在元素的 ΔGo/F-Z 图中，以下三点物理意义是十分明确的： ◆ 图上任两点的直线斜率在数值上代表了由该两点所代表的电对的标准电极电位数值，斜率越大，氧化型氧化能力越强；斜率越小，还原型还原能力越强。 ◆ 说明了在给出的反应条件下，某元素不同氧化态的特定粒子组合的相对稳定性。 ◆ 说明了不同电对间氧化还原反应倾向的大小，斜率数值相差越大，反应倾向越大。
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