[工学]06章_可逆电池电动势.ppt

物理化学电子教案—第六章 主要内容 6.1-6.2 可逆电池与电极电势 组成可逆电池的必要条件 组成可逆电池的必要条件 例题1 可逆电极的类型 可逆电极的类型 可逆电池的书面表示法 标准氢电极 标准电极电势φθ Nernst方程 Nernst方程 电极电势的注意点 电极电势的注意点-例子 6.3 可逆电池的热力学 电池电动势与G自由能的关系 电池电动势与活度和Kθ的关系 电池电动势与其他热力学量的关系 电池电动势与反应计量系数无关 6.4 电动势的测定与应用 对消法测定电动势的原理图 标准电池结构图 标准电池电动势与温度的关系 电动势测定的应用-判断反应方向 电动势测定的应用-求标准平衡常数 电动势测定的应用-求活度积常数 电动势测定的应用-求离子平均活度系数γ± 电动势测定的应用-测溶液的pH 浓差电池(Concentration Cell) 生物电化学 上一内容 下一内容 回主目录 ?返回 可逆电池电动势 可逆电池与电极电势 可逆电池的定义与书写 可逆电极的类型,标准氢电极 Nernst方程 可逆电池的热力学 电池电动势与Kθ的关系 电池电动势与热力学量的关系 电动势的测定与应用 标准电池 求标准平衡常数 测平均活度系数γ± 测溶液的pH 可逆电池的定义与条件 可逆电极的类型 可逆电池的书面表达 标准氢电极 Nernst方程 以热力学可逆的方式将化学能转化为电能的装置称可逆电池. 1.可逆电池放电反应与充电反应必须互为逆反应(物质可逆) 2.可逆电池所通过的电流必须无限小. (能量可逆) E≈V(电池电动势稍大于外加电压) - 锌电极 Zn?Zn2++2e 氧化 +铜电极 Cu2++2e?Cu 还原 放电反应 Zn+Cu2+?Cu+Zn2+ E≈V(电池电动势稍大于外加电压) 阴极 锌电极 Zn2++2e ?Zn 阳极 铜电极 Cu?Cu2+ +2e 充电反应 Zn2++Cu?Cu2++Zn 原电池 电解池 如果把上图中的ZnSO4,CuSO4溶液换成H2SO4溶液,其他不变,那么此电池还是可逆电池吗? 原电池(E≈V) - 锌电极 Zn?Zn2++2e +铜电极 Cu2++2e?Cu 放电:Zn+ Cu2+?Zn2++Cu 电解池(E≈V) 阴极 锌电极 2H+ +2e ? H2 阳极 铜电极 Cu?Cu2+ +2e 充电: Cu+2H+?Cu2++H2 Cl2(p)+2e?2Cl-(a-) Pt,Cl2(p)|Cl- (a-) 卤素电极 O2(p)+2H2O+4e?4OH-(a-) Pt,O2(p)|OH-(a-) 氧电极 2H+(a+)+2e?H2(p) Pt,H2(p)|H+ (a+) 氢电极 Na+(a+)+Hg+e?Na(Hg)(a) Na(Hg)(a)|Na+(a+) 汞齐电极 Mz+(a+)+ze?M(s) M(s) | Mz+(a+) 金属电极 电极反应 电极表示法 电极类型 PbO(s)+H2O+2e ?Pb(s)+2OH-(a) Pb(s),PbO(s)|OH-(a) 难溶氧化物电极 Fe3+(a1)+e ?Fe2+(a2) Pt|Fe3+(a1), Fe2+(a2) 氧化-还原电极 Hg2Cl2(s)+2e?2Hg(l)+2Cl-(a-) Hg(l),Hg2Cl2(s)| Cl-(a-) 甘汞电极 AgCl(s)+e?Ag(s)+Cl-(a-) Ag(s),AgCl(s)|Cl-(a-) 金属-难溶盐电极 电极反应 电极表示法 电极类型 1. 负极在左边,起氧化作用;正极在右边,起还原作用。 Zn(s) | Zn2+ (a1) || Cu2+ (a2) | Cu(s) √ Cu(s) | Cu2+ (a2) || Zn2+ (a1) | Zn(s) × 2.“|”表示相界面，有时也用“,”表示。 3.“||”表示盐桥，“┆”表示半透膜。 4. 各化学式与符号的顺序要反映电池中各种物质的接触顺序. Zn2+ (a1) |Zn(s) || Cu2+ (a2) |Cu(s) × 5. 要注明温度，不注明就是298.15 K；要注明物态,气体要注明压力；溶液要注明浓度。 6. 若电极没有固体物质，则要加上导电的惰性电极。 Pt,H2(p)|H+(aH+) ||Cu2+(aCu2+)|Cu(s) 规定 标准氢电极 铂片 H2(pθ)?2H+(a=1)+2e 以标准氢电极为负极，待测电极为正极，所测电动势即为待测电极的电极电势φθ 。 待测电极实际进行的是还原反应,则φθ为正 。 待测电极实际进行的是氧化反应,则φθ为负 。 φθ(标准电极电势):标准状态下电极各物质的活度都为1时的φ. φθ越正，说明氧化态物质的氧化性越强，φθ越负，说明还原态物质的还原性越强。 φθ可