物理化学07电化学新全解.ppt

(三) 电解池 分解电压、析出电势 极化、极化产生的原因、超电势、原电池和电解池的极化曲线 §7-12 电解时的电极反应 §7-10 分解电压 §7-11 极化作用 阴极反应、阳极反应 二、 液体接界电势及消除 若两溶液含有不同的电解质，或者电解质相同 但浓度不同，当此二溶液接触时界面上的电势差 1. 液体接界电势 2. 液体接界电势的计算 -) AgNO3(a?,1) | AgNO3(a?,2) (+ Ag+? ? NO3- ?G = - z FE(液界) = ?G (Ag+) + ?G (NO3-) 　 3. 液接电势的消除 (4)盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除 (1)盐桥中离子的r+≈r-， t+≈t-，使E≈0 (2)常用饱和KCl盐桥，因为K+与Cl-的迁移数 相近，当有Ag+时用KNO3或NH4NO3 (3)盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液 通常按参加电极反应的物质的相态和特性将电极分为三类： §7-8　电极的种类 一、 第一类电极 金属和其阳离子形成的电极 卤素电极 氢电极 氧电极 金属 - 难溶氧化物电极 金属 -难溶盐电极 甘汞电极 二、 第二类电极 三、 第三类电极—氧化还原电极 参加电极反应的物质（氧化态、还原态）均在溶液中， 电极板（Pt）仅起输送电子的作用 电极反应：Q+2H++2e-?H2Q 醌氢醌电极 醌( C6H4O2 )： Q 　　氢醌(C6H4(OH)2 )： H2Q 由于醌氢醌是等分子复合物，在水中的溶解度很小，所以醌氢醌的浓度相等且很低，可认为a(Q)=a(H2Q) 使用醌氢醌电极注意事项： pH7.1，醌氢醌为阴极，发生还原反应 pH7.1，醌氢醌为阳极，发生氧化反应 pH8.5，氢醌酸式解离， a(Q) ? a(H2Q) (1) 电极浓差电池(单液浓差) 1. 浓差电池 恒温、恒压下利用物质自发地从高活度向低活度迁移过程的Gibbs函数变化转化为电功的装置 2. 分类 电动势： 四、 浓差电池与浓差电极 Pt | H2(p1) | HCl(a) | H2(p2) | Pt H2(p1)→H2(p2) 电池反应： (2) 电解质浓差电池(双液浓差) (3)浓差电池的标准电动势为零 3. 特点 Ag(s) | AgNO3(a1) || AgNO3(a2) | Ag(s) 电动势： 电池反应： Ag+(a2)→ Ag+(a1) (2)物质从高活度向低活度迁移时，电池电动势为正 (1)电池反应不是氧化还原反应，电极反应是氧化还原反应 五、 不同类型电极之间标准电极电势的换算 氢电极和氧电极在酸性、碱性溶液 　中标准电极电势的换算 E (H+/H2) 和 E (OH-/H2) 的换算 E (O2/H2O,H+) 和 E (O2/ OH-) 的换算 E (O2/H2O,H+) = 1.229 V 2. 第一类和第二类电极标准电极电势的换算 3. 第三类和两种不同价态第一类电极 　标准电极电势的换算 E (Ag+/Ag) 和 E (AgCl/Ag) 的换算 E (Fe3+/Fe2+) 和 E (Fe3+/Fe)、 E (Fe2+/Fe)的换算 §7-9　原电池设计 4. 写出电极、电池反应进行检验 一、电池设计的原则与方法 只有热力学可能的过程才能设计成原电池 由给定的化学反应出发，找出其中的氧化 　反应和还原反应 2. 被氧化的选作阳极，被还原的选作阴极 3. 正确选择电极和电池种类(单、双液) 二、电池设计实例 Zn + Cd2+(aq1) ? Cd + Zn2+(aq2) Zn + 2AgCl(s) ? 2Ag + Zn2+ + 2Cl- Ag+ + Cl- ? AgCl(s) 2Ag + Cl2? 2AgCl(s) H2(p1)? H2(p2) Pb + PbO2 + 2H2SO4?2PbSO4 + 2H2O H+ + OH- ?H2O 2H2 + O2 ?2H2O (三) 电解池 §7-10 分解电压 §7-11 极化作用 §7-12 电解时的电极反应 分解电压： 　　使电解质在两电极持续不断的进行分解时所需的最小电压 分解电压的测定装置 §7-10　分解电压 析出电势： 　　当外加电压等于分解电压时，两极的电极电势分别称为两极的析出电势 测定分解电压的电流－电压曲线 几种电解质溶液的分解电压(室温，铂电极) 电解质 浓度c／mol·L-1 电解产物 E分解／V E理论／V HCl 1 H2和Cl2 1.31 1.37 HNO3 1 H2和O2 1.69 1.23 H2SO4 0.5 H2和O2 1.67 1.23 NaOH 1 H2和O2 1.69 1.23 CdSO4 0.5 Cd和O