电极电势与电池电动势的计算

1、电极电势与电池电动势的计算2022/9/24第1页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五一 电极电势(electrode potential) 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，2022/9/24第2页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五 标准氢电极规定标准氢电极用镀铂黑的金属铂导电2022/9/24第3页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星

2、期五一 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 Emf0.337V，则铜电极的标准电极电势2022/9/24第4页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五一 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：2022/9/24第5页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五二 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2

3、022/9/24第6页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五例计算温度298.15K时铅蓄电池电动势：已知PbSO4在298.15K时Ksp1.5810-8(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2022/9/24第7页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五（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2022/9/24第8页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五（

4、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2022/9/24第9页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五三 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) p1p2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 (

5、s) （p1 a2）2022/9/24第10页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五三 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。2022/9/24第11页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五三 浓差电池电动势的计算(3

6、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)2022/9/24第12页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五（1）浓差电池(Concentration Cell)A.电极浓差电池1.2.3.2022/9/24第13页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五（2）浓差电池(Concentration Cell)B.电解质相同而活度不同阳离子转移阴离子转移4.5.2022/9/24第14页，共15页，2022年，5月20日，5点43分，星期五浓差电池(Concentra