第九章+可逆电池的电动势及其应用.ppt

1、物理化学(第二部分)李，9可逆电池的电动势及其应用，可逆电池和可逆电极，电动势的测定，可逆电池电动势的记法和记数，可逆电池的热力学，电动势产生的机理，电极电势和电池电动势，电动势测量的应用，按不同电解质溶液对电池进行分类：(1)单电池，(2)双液电池，9.1可逆电池和可逆电极，可逆电池的定义，当化学能和电能相互转化时，可逆电池总是处于热力学平衡状态。形成可逆电池的条件：电池的反应是可逆的，电池中的所有过程都是可逆的，工作电流趋于零。可逆电极型，由金属及其阳离子组成的电极，第一类电极：Mz (a )|M(s) Mz (a) ze- M(s)，氢电极，h (a) | H2 (p)，pt2h (a)

2、 2e-H2 (p)，oh-(a)-O2(p)| h(a)O2(p)4h(a)4e-2h2o，pt，O2(p)| oh-(a)-O2(p)2h2o 4e-4oh-(a)-卤素电极，na (a) | 由金属不溶性盐及其阴离子组成的电极，第二类电极，金属氧化物电极，cl-(A-)| AgCl(S)| Ag(A-)OH-(A-)| Ag2O | Ag(S)Ag2O(S)H2O 2 E-2AG(S)2OH-(A-)，H(A)| Ag2O(S)| Ag(S)Ag2O 2H(A)2E-2AG(S)H2O，氧化-H2O，R0，EV，电池的电动势指电池两极之间的电位差，用消去法测量电动势的原理，用消去法测量电

3、动势的实验装置，标准电池的定义，具有已知稳定电动势的辅助电池，维斯顿标准电池，电池反应：(-)CD(Hg)Cd22e-NHG(L)(hg2so 4(S)2e-2hg(L)SO4-，净反应：hg2so 4(S)CD(Hg)(a)8/3h2o(S)nhg(L)，标准电池电动势与温度的关系，et/v=1.010(3)高度可逆性；(4)易于准备。(2)温度系数小；9.3可逆电池的书写方法和电动势的数量，可逆电池的书写方法，1。左侧是负电极，起氧化作用；右侧是正极，起还原作用。2。“|”表示相界面，存在电位差。3。“| |”表示盐桥，这使得液体结电势下降到可以忽略不计。4。”“指半透膜。5.指示温度，如

4、果没有指示，则为298.15K；为了指示物质的状态，气体应该指示压力和附着的惰性金属；应标明溶液的浓度或活性。6.气体电极和氧化还原电极应该写成导电惰性电极，通常是铂电极。例如，丹妮尔电池表示为：电池反应：注：写电极和电池反应时，要注意质量和电量的平衡。电动势数，9.4可逆电池热力学，吉布斯自由能和电池电动势，标准状态，标准电动势和标准平衡常数，aAbBgGhH，电池反应，纯液体或固体物质，其活性为1；气态物质，其活性是；溶液物质，其活性是；反应的rSm由电动势的温度系数计算，可逆反应的QR由标准状态下电动势的温度系数计算，电池的吸热和放热条件由电池的温度系数判断。在等温可逆操作期间，电池释放

5、热量；当电池等温可逆地工作时，不会与环境发生热交换。反应rHm由电动势及其温度系数计算得出。在标准状态下，丹妮尔电池在298.15千伏时为E11.1030V伏，在313.15千伏时为E21.0961V伏.假设它是298K313K之间的常数。计算了电池在298.15千欧时的Gm、Hm、Sm和QR。g mzfe 121.1030v 9650 c . mol-1212.9 kj . mol-1，qrtsm298.15 k(88.78)j . k-1 . mol-126.46 kj . mol-1，9.5电动势的机理，电极和电解液界面之间的电位差，电极和导线之间的接触电位差，即不同电解液或相同电解液但

6、浓度不同的电位差，电极和导线之间电位差的形成溶液中只有一部分反离子紧密排列在固体表面附近，它们之间的距离约为一两个离子的厚度，称为致密层； 另一部分离子按照一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，称为扩散层。致密层和扩散层构成双电层。金属表面和溶液体之间的电位差就是界面电位差。形成接触电势，液体结电势，在由两种含有不同溶质的溶液形成的界面上，或者两种含有相同溶质但浓度不同的溶液的界面上，有一个微小的电势差，一般不超过0.03V。形成液体结电势的原因是离子迁移速率不同。在实际工作中，通常采用盐桥实验的方法来减小液体结电势。盐桥是用浓缩的氯化钾、硝酸钾或硝酸铵和3琼脂浓缩而成的。作为盐桥的电解质，它必须满

7、足三个条件：(1)不与电解质反应；两种离子的迁移数几乎相等；盐桥中的浓度一定很大。盐桥的作用：连接闭合电路；降低液体结电势。电池电动势的产生，E=接触扩散，9.6电极电势和电池电动势，思考问题：它能通过实验测量吗？标准电极电位标准氢电极，标准氢电极的结构，电极符号，电极反应，它规定了氢标准还原电极电位，简称还原电位，电极符号，电池反应是自发的，电池反应是非自发的，还原电位的意义：获得和失去电子的能力，电极电位越负，越容易失去电子；电极电位越正，就越容易得到电子。标准电极电位计，使用标准电极电位计，1判断金属离子在电极上沉淀的顺序；2、判断氧化还原反应的自发方向；3来计算反应的热力学性质。例如：电极、电极反应、电极电位、苛刻的使用条件和复杂的制备。标准氢电极的优点：电动势测量精度高，标准氢电极的缺点：二次标准甘汞电极，电极符号：电极反应：电极电位：电池电动势计算，1。用能斯特方程直接从电池的总反应公式计算电池电动势，2。从电极电势计算电池电动势，9.7