电极电势与电池电动势的计算.ppt

2020 3 25 9 4电极电势与电池电动势的计算 一电极电势1电极电势的定义2两个例子二电池电动势的计算 1电极电势与电池电动势 2根据Nernst公式计算Emf三浓差电池电动势的计算1单液浓差电池2双液浓差电池3复合型浓差电池 2020 3 25 一电极电势 electrodepotential 电极电势的定义 使待测电极与标准氢电极组合成原电池标准氢电极 待测电极 规定该原电池的电动势就是待测电极的电极电势 并表示为 当待测电极中参加反应的各物质均处于各自的标准状态时 待测电极的电极电势称为标准电极电势 表示为 对于标准氢电极 2020 3 25 标准氢电极 规定 标准氢电极 用镀铂黑的金属铂导电 2020 3 25 一电极电势 1 铜电极 实测上述电池的电动势Emf按规定即为铜电极的电极电势 当a 1 0时 上述电池电动势Emf 0 337V 则铜电极的标准电极电势 2020 3 25 一电极电势 2 银 碘化银电极 实测该电池的电动势时 发现正 负极与上面所写电池的正 负极相反 当a 1 0时电池电动势为0 1524V 一般而言 任一电极其电极反应用下列通式表示 其电极电势的通式为 2020 3 25 二电池电动势的计算 2根据Nernst公式计算 1电极电势与电池电动势 2020 3 25 例 计算温度298 15K时铅蓄电池电动势 已知PbSO4在298 15K时Ksp 1 58 10 8 浓度单位为mol kg 1 解 电池反应如下 PbO2 s Pb s 2H2SO4 b 2PbSO4 s 2H2O l 根据Nernst公式 2020 3 25 例 标准电动势 下面讨论如何由题目中所给出的标准电极电势及PbSO4的活度积数据求出铅蓄电池正 负极的标准电极电势 2020 3 25 例 电池正极的标准电极电势 电池负极的标准电极电势 标准电动势 2020 3 25 三浓差电池电动势的计算 1单液 1单液浓差电池Pt s H2 p1 HCl aq H2 p2 Pt s p1 p2 正极2H a 2e H2 p2 负极H2 p1 2H a 2e 电池反应为H2 p1 H2 p2 p1 p2 电池电动势 电池电动势的大小仅决定于氢气压力的比值 而与溶液中氢离子的活度无关 Pt s Cl2 p1 Cl a Cl2 p2 Pt s p1a2 2020 3 25 三浓差电池电动势的计算 2双液 2双液浓差电池Ag s AgNO3 a1 AgNO3 a2 Ag s a2 a1 其电池反应为Ag a2 Ag a1 这种类型浓差电池电动势的大小 决定于两个电解质活度的比值 只有当正极电解质溶液的活度 a2 大于负极电解质溶液 a1 时 Emf才为正值 放电的效果相当于活度a2的银离子自发地由高化学势区向低化学势区 活度a1 转移 2020 3 25 三浓差电池电动势的计算 3复合 3复合型浓差电池Na Hg a NaCl a1 AgCl s Ag s Ag s AgCl s NaCl a2 Na Hg a a2 a1 电池可以看成如下两个电池串联而成 a2 a1 第一个电池中的反应是 Na Hg a AgCl s Ag s NaCl a1 第二个电池中的反应是 Ag s NaCl a2 Na Hg a AgCl s 串联后整个电池反应为 NaCl a2 NaCl a1 2020 3 25 1 浓差电池 ConcentrationCell A 电极浓差电池 1 2 3 2020 3 25 2 浓差电池 ConcentrationCell B 电解质相同而活度不同 阳离子转移 阴离子转移 4 5 2020