可逆电池及其电动势的测定.课件.ppt

1、6.5 可逆电池及其电动势的测定可逆电池及其电动势的测定r, ,f,maxrm, ,()()T P RT P RGWnEFnEFGzEF R表示可逆，即适用于可逆电池表示可逆，即适用于可逆电池用铜锌电池解释用铜锌电池解释Z化学反应可逆化学反应可逆 能量变化可逆能量变化可逆原电池 电解池6.5.1 可逆电池的条件可逆电池的条件问题问题:能否可以倒立能否可以倒立?2002年我国已解决年我国已解决,科技奖科技奖.未全部普及前不讲未全部普及前不讲.电池反应：(-) Cd(Hg)Cd2+Hg(l)+2e-(+)Hg2SO4(s)+2e-2Hg(l)+SO42-净反应：净反应：Hg2SO4(s)+Cd(H

2、g)(a)+8/3H2OCdSO48/3H2O(s)+Hg(l)ET/V=1.01845-4.0510-5(T/K-293.15)- 9.510-7(T/K-293.15)2+110-8(T/K-293.15)3ET/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)410-6我国在1975年提出的公式为：通常要把标准电池恒温、恒湿存放，使电动势稳定。$对消法测电动势的原理对消法测电动势的原理$对消法测电动势的实验装置对消法测电动势的实验装置6.5.2 电动势的测

3、定电动势的测定AB为均匀的电阻为均匀的电阻,利用利用工作电池工作电池EW提供一个提供一个恒定的电流恒定的电流I, 那么电势那么电势差差V=IR与与AH和和AC的的长度成正比长度成正比.AHACEECSX )()(.标准标准待测待测工作电源电位计检流计标准电池待测电池对消法测电动势的实验装置对消法测电动势的实验装置.电位计的核心是电阻电位计的核心是电阻1. 左左边为负极，起边为负极，起氧化氧化作用；作用； 右右边为正极，起边为正极，起还原还原作用。作用。2.“|”表示相界面，有电势差存在。表示相界面，有电势差存在。3.“|”表示盐桥，使液接电势降到可以忽表示盐桥，使液接电势降到可以忽略不计。略不

4、计。4.“”表示半透膜。表示半透膜。5. 要注明温度，不注明就是要注明温度，不注明就是298.15 K；要注明；要注明物态，物态， 气体要注明压力；溶液要注明浓度。气体要注明压力；溶液要注明浓度。6. 气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电极，电极， 通常是铂电极。通常是铂电极。6.5.3 电池的书面表达电池的书面表达以以CU/ZN电池为例电池为例,阴离子半透膜阴离子半透膜;逐条进行逐条进行 rGm=-zEF自自 发发 电电 池池 ： rGm0例如：例如：Zn(s)|Zn2+|Cu2+|Cu(s) Zn(s)+Cu2+Zn2+Cu(s) rGm0非自发电

5、池：非自发电池： rGm0，E0，E0Zn(s)+H2SO4(aq)H2(p)+ZnSO4(aq)验证：验证：(-) Zn(s) Zn2+2e-(+) 2H+2e-H2(p)Zn(s)|ZnSO4|H2SO4|H2(p),Pt净反应：净反应：Zn(s)+2H+Zn2+H2(p)利用化学反应设计电池利用化学反应设计电池Ag+Cl- AgCl(s)试利用此反应设计一个电池试利用此反应设计一个电池验证：验证：(+) Ag+e- Ag(s) (-) Ag(s)+Cl- AgCl(s)+e-Ag(s)| AgCl(s)| HCl(aq) | Ag+(aq) |Ag(s) 净反应：净反应：Ag+Cl- A

6、gCl(s)已将中山大学书中此例的反应倒置已将中山大学书中此例的反应倒置.本小节完本小节完后面有些备用件后面有些备用件$标准电池标准电池$电动势与温度的关系电动势与温度的关系$为什么标准电池有稳定的电势值为什么标准电池有稳定的电势值净反应：2ZnCl2Ag(s)2AgCl(s)Zn(s)原电池-22Cl2Ag(s)2e2AgCl(s)(2eZnZn(s)(总反应：2AgCl(s)Zn(s)ZnCl2Ag(s)2电解池-22e2AgCl(s)2Cl2Ag(s)Zn(s)2eZn阴极：阳极： 为什么在一定温度下，含为什么在一定温度下，含Cd的质量百分数的质量百分数在在514%之间，标准电池的电动势有定值？之间，标准电池的电动势有定值？答：从答：从Hg-Hg-CdCd的相图可知，在室温的相图可知，在室温下，镉汞齐中镉含量在下，镉汞齐中镉含量在5 514%14%之之间时，体系处于熔化物和固溶体间时，体系处于熔化物和固溶体两相平衡区，两相平衡区，镉汞齐活度有定值镉汞齐活度有定值。而标准电池而标准电池电动势只与镉汞齐的电动势只与镉汞齐的活度有关活度有关，所以也有定值。，所以也有定值。镉汞齐镉汞齐:固溶体固溶体(固态溶液固态溶液,Hg-Cd原原子水平均匀混合子水平均匀混合)E=(R0+Ri)IU=R0I当R0时，有：R0+RiR0EU