电极电势的能斯特方程课件.ppt

1、返返 回回9.4 电极电势的能斯特方程电极电势的能斯特方程CuCuZnZnCu22CuCuCuZnZnZnZnCu2222,负正左右ZnZnCuCuCuZnZnZnCuCuE2222)(、电极电势1.电极电势与界面电势差 （相序） ) 1()3 .101,()(2HaHKPaPgHPt 镀铂黑）（VHH0待测电极1)(,2HaHPHPt电极结构：规定：任何温度下，对于任意电极作为正极，氢电极作负极2.标准氢电极和任意电极电势为氢标准电极待测E待测EZnZnCuCuE22 529p注意： 为还原电势标准电极电势表为强度因素 （氧化反应） （还原反应） CuCuCuCu22FRT2)Cu(12aZ

2、nZnZnZn22FRT2)Zn(12a两个例子： ln ln 二、电极电势的能斯特方程e2-1还原态氧化态 n12氧化态还原态lnnFRTOln05915. 0n12氧化态还原态对于任意一个电极： OlnRTnF- 21还原态氧化态=298K时： - 三、可逆电极的种类 ,nM s Ma lMneMnlnnnnnMnMMMMRTanF 金属电极 a . 电极结构 b . 电极反应C . 能斯特方程Hg，K(a)K+ (a) Na(Hg)(a)Na+ (a) 1.第一类电极（有一个相界面） aHpHPt12,222HeH2222ln2HHHHHHapfaFRT 气体电极b. 电极反应C . 能

3、斯特方程a . 电极结构 aClgpClPt,12CleCl222)(ln22222pfaaFRTClClClClClCl 例： a . 电极结构 b.电极反应C . 能斯特方程注意： 参加电极反应的气体不是气相中的分子，而是气体溶解于液相中的分子，气体压力为达到溶解平衡时液相内气体的压力。 气体的平衡电极电势与导体无关，而实际过程中与电极的状态有关，如氢电极采取镀铂黑电极。 aKClsClHgHg22,ClHgClHg2221ClHgClHgHgClHgaFRTln2222 甘汞电极 a . 电极结构 b . 电极反应C . 能斯特方程 2.第二类电极（有两个相界面）33dm1mol. 0

4、,dmmol三种：饱和，1参比电极在298K时分别为：0.2415，0.2801，0.3331mV a.电极结构 aClC1lAg,Ag金属及难溶盐电极银氯化银电极-1ClAgeAgCl1-CllnaFRTb.电极反应 C. 能斯特方程 aHgHgOHO,2OH2eOHO2HgHg-OHlnaFRTa. b. C. 32,Fe/PtFe2,Cu/PtCu42,Sn/PtSn4636,/PtCNFeCNFe23FeeFennnnnMMMMManM/alnFRT3.第三类电极 b c a .参加氧化还原反应在同一相中（氧化还原电极）电极结构电极反应能斯特方程OHMnOMnO,2422422224M

5、nOH OeMnOOH244ln2MnOOHaaFRT a. b. c. 左右EGE, 0,左右GE, 0,左右规则: 若为负,正向自发进行,对外作电功 为正,逆向自发进行,不对外作功四、各类电池电动势的计算1. 化学电池电动势的计算或根据电池的能斯特方程计算ClAgClAg,AgAgAgAgCleAgClClAgClAgAgClAgAgClaFRTln例：电极， 电极反应： 同样该电极可写为：AgClClAgeAgAglnAgAgAgAgAgRTaFlnlnlnAgClAgAgAgAgspAgClAgRTaFRTRTKaFF)(ClspAgaKaln()AgClspAgAgAgRTKAgCl

6、F 将式比较：)(ln2424PbSOKFRTspPbPbPbPbSO)(ln2222222ClHgKFRTspHgHgHgClHg)(ln242242PbSOKFRTspPbPbOPbSOPbO MaMaMMnn)()(21)( ,)()(122313aaAgaAgNOaAgNOAg3.浓差电池电动势的计算 第一类浓差电池（双液电解质）AgaAgeaAgAg)()(2112lnlnRTaFRTaF左左右右电极反应： )()(12aAgaAg1212lnlnaaFRTaaFRTEE左右AgAgClaClaClAgClAg,)()(,21电池反应： eAgClClAgClAgeAgCl)()(2

7、1aClaCl12lnRTaEFa21,0aaE正极：负极： 所以，只有 Pt,PHaHClPH,Pt221212HP2H2e212H2eHP 2212PHPH21PPln2FRTE 第二类浓差电池（单液电池）负极 正极 电 池反应P(1)P(2) 21aHgZnaZnClaHgZn21aHgZnaHgZn21aaln2FRTE 电池反应 有两个电池串联而成（反极相联） 可以看成如下两个电池串联而成：(a2 a1) Na(Hg)(a)NaCl(a1)AgCl(s)Ag(s) Na(Hg)(a)NaCl(a2)AgCl(s)Ag(s) 第一个电池中的反应是： Na(Hg)(a)AgCl(s)Ag

8、(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) 12lnaaFRT Emf1液体接界电势 2液体界面间的电迁移 设通过电量1mol五液体接界电势与盐桥 3132Ag AgNOaAgNOaAg( )21aa 迁移阳向负极迁移阴向正极231321aNOtaNOtaAgtaAgt 323112NOaNOaRTlntAgaAgaRTlntG12tttaalnFRTttEFEG2,1，液液所以 整个变化3.液体接界电势的计算盐桥的构成：饱和KCl溶液加3%琼脂凝聚而成对盐桥的要求：A高浓度B

9、正负离子迁移数尽量接近C 盐桥溶液不能发生化学反应，也不参加电极反应机理4.盐桥的作用盐桥能减低接界电势的机理是由于盐桥中电解质的正、负离子的迁移数十分接近，且构成盐桥的溶液中电解质浓度远远大于两极电解质溶液的浓度。盐桥中的K+和Cl- 便以等速度向二侧电极溶液中扩散，在盐桥两侧形成两个数值几乎相等而电势相反的接界电势，使净接界电势降得很小而忽略不计。 1.求热力学函数的变化2.判断氧化，还原反应3.测溶液pH值六.电池电动势测定的应用Pt甘汞电极 醌氢醌oxox2RedRedHaEln0.6995V0.05916VpH2a aRTEF氢醌醌oxHRedaaE0.6995V,pHlga 醌氢醌，EE0.6995V0.05916VpH0.2801V0.4194E/VpH0.5916E 醌甘汞氢醌醌氢醌电极： 其中 l作业P454:10；P466：16、19l预习第十章应用电化学（P454）