元素标准电极电势图及其应用介绍

如果一种元素有几种氧化态，就可形成多种氧化还原电对。例如，铁有0、＋2和＋3等氧化态，因此就有下列几种电对及相应的标准电极电势：

物理学家拉蒂默（Latimer），把不同氧化态间的标准电极电势按照氧化态依次降低的顺序排成图解：

两种氧化态之间连线上的数字是该电对的标准电极电势。这种表示一种元素各氧化态之间标准电极电势的图解叫作元素电势图，又称拉蒂默图（Latimer diagram）。元素电势图在无机化学中有重要的应用。

1.判断氧化剂强弱

因为元素电势图将分散在标准电势表中不同价态的电极电势表示在同一图中，因此，使用更加方便。以锰在酸性（pH＝0）和碱性（pH＝14）介质中的电势图为例：

酸性溶液中

碱性溶液

可见，在酸性介质中，、MnO2都是强氧化剂，因为它们作为氧化型物种时，E⊖值都较大。但在碱性介质中，它们的E⊖值都较小，表明它们在碱性溶液中氧化能力较弱。

2.判断是否发生歧化反应

元素电势图可用来判断一个元素的某一氧化态能否发生歧化反应（dismutation reaction）。同一元素不同氧化态的任何3种物种组成的两个电对按氧化态由高到低排列如下：

假设B能发生歧化反应，生成氧化态较低的物种C和氧化态较高的物种A，那么，必然则假设B不能发生歧化反应，则根据锰的电势图可以判断，在酸性溶液中，会发生歧化反应：

在碱性溶液中，Mn（OH）3可发生歧化反应：(www.xing528.com)

3.从相邻电对E⊖求算另一个未知电对的E⊖

例7.11　已知

试求

解：这3个电对的电极反应为

将电对和分别与标准氢电极组成原电池，这两个电池的反应和在标准状态下的电池电动势分别为

式（1）、（2）和（3）的平衡常数为K1、K2和K3。而式（1）＋（2）＝（3），则K1K2＝K3，即lg K3＝lg K1＋lg K2。

将例7.11推广成一般式，有

式中，…分别为依次相邻电对A/B，B/C，C/D，…的标准电极电势；z1，z2，z3，…表示相应电对电子的化学计量数（电子转移数）；E⊖表示所要求的电对A/D的标准电极电势。

例7.12　在碱性溶液中：

试求

解：电对的半反应