09章_可逆电池电动势与其应用.ppt

物理化学电子教案—第九章;第九章 可逆电池的电动势及其应用;§9.1 可逆电池和可逆电极;重要公式:;如何把化学反应转变成电能？;常见电池的类型;双液电池;双液电池;化学反应可逆;净反应：;组成可逆电池的必要条件－一个反例;金属与其阳离子组成的电极 氢电极 氧电极 卤素电极 汞齐电极 ;;;;§9.2 电动势的测定;对消法测定电动势的原理图;对消法测电动势的实验装置;正;Weston标准电池的反应; 为什么在定温度下，含Cd的质量分数在0.05～0.14 之间，标准电池的电动势有定值？;RT;;ET/V=E(293.15K)/V-{39.94(T/K-293.15) +0.929(T/K-293.15)2 - 0.009(T/K-293.15)3 +0.00006(T/K-293.15)4}×10-6; §9.3 可逆电池的书写方法及电动势的取号;;;;从化学反应设计电池(1);从化学反应设计电池(2);例如： Zn(s)|Zn2+||Cu2+|Cu(s) Zn(s)+Cu2+→Zn2++Cu(s) DrGm0，E0; 非自发电池; §9.4 可逆电池的热力学; Nernst 方程;; 与 所处的状态不同， 处于标准态(一特定状态)， 处于平衡态（不惟一）， 只是将两者从数值上联系在一起。;E, K? 和 的值与电池反应的关系;注意：P71-72例题自学。 作业：P110 2(1-5) 5, 6, 7(1000℃应为1000 C).;计算; §9.5 电动势产生的机理; 在金属与溶液的界面上，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为紧密层；;;接触电势;简称液接电势（liquid junction potential）; 盐桥只能降低液接电势，但不能完全消除。只有电池反串联才能完全消除Ej，但化学反应和电动势都会改变（见本章习题37）。;液体界面间的电迁移（设通过1mol电量）;对1-1价电解质，设：;如以M?+N?-代替上述电池中HCl，则：;总电动势 E 与 Ec ，Ej 的关系; 电池电动势的产生; §9.6 电极电势和电池的电动势;规定：;氢标还原电极电势;电极电势的大小反映了电极上可能发生反应的次序。;E增大;电极电势计算通式;电极电势计算通式;0.1 0.3337 1.0 0.2801 饱和 0.2412;二级标准电极——甘汞电极;电池反应分别为：;电池电动势的计算;净反应;注意事项;净反应(两极反应略):; §9.7 电动势测定的应用;已知：;和m已知，测定E，可求出g±;根据Debye-Hückel公式对于1-1价电解质：;盛树医很狄墨淆刊绥慌承摹脉刃诫绷攻妻砷腾副唆忌他非瘫俭女倪蔓髓宦09章_可逆电池电动势与其应用09章_可逆电池电动势与其应用;A. 求AgCl(s)的 ;B.求水的;电池Ⅱ:; pH的测定;pH定义：;pH 的操作定义;用醌·氢醌电极测 pH; 在保持温度和离子浓度为定值的情况下，将电极电势与pH值的函数关系在图上用一系列曲线表示出来，这种图就称为电势-pH图。; 应用于：1. 离子分离，2. 湿法冶金，3. 金属防腐及解决水溶液中发生的一系列氧化还原反应及平衡问题。;氧电极的电势-pH图;氧电极的电势-pH图;截距为1.259V，斜率不变，;截距为1.199V，斜率不变，; 可见，氧气压力越高，氧电极的电势也越大。; 氢电极实际上起的是氧化反应，但电极电势仍用的是还原电势。;截距为0 V，用蓝线表示;（2） 当;（3） 当; 可见氢气压力越高，电极电势越小。;H2O的电势-pH图; 所以总的反应是氧气还原生成水，氢气氧化成氢离子。;; 该反应不是氧化还原反应，只与溶液pH有关，所以在电势-pH图上是一组垂直于横坐标的垂线。如(A)垂线;铁的各种电势-pH图;Fe3++e - →Fe2+; 三价铁离子活度越大，电极电势越高;Fe2++2e - →Fe(s); 二价铁离子浓度增???，电极电势也增大;3. Fe2O3与Fe2+; 斜线的斜率随着铁离子浓度不同而不同。（“斜率”二字需商量）;铁-H2O的电势-pH图;铁防腐的电势-pH图; (3) (A)(D)线以左区域是铁的腐蚀区，要远离这个区域。; (4)在(A),(D)线以右，铁有可能被氧化成Fe2O3或Fe3O4，这样可保护里面的铁不被进一步氧化，称为铁的钝化区。;实际的铁的电势-pH图;