电极电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件

1、6.6电极电势及可逆电池的种类6.6.1 电极电势产生的原因界面电势差1 在金属与溶液的界面上，由于正、负离子静电吸引和热运动两种效应的结果，溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体表面附近，相距约一、二个离子厚度称为紧密层； 另一部分离子按一定的浓度梯度扩散到本体溶液中，称为扩散层。紧密层和扩散层构成了双电层。金属表面与溶液本体之间的电势差即为界面电势差。界面:不同相之间的交界处.6.6电极电势及可逆电池的种类6.6.1 电极电势产生的电极电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件2 不同金属间紧密接触产生的接触电势例如Cu/Zn不同金属电子的活动能力,扩散.热电偶的原理3 两种溶液

2、间,离子的扩散,产生了液体接界电势盐桥:高浓度的KCl糊状物K+,Cl-浓度高且扩散速度快,液体接界电势最小化2 不同金属间紧密接触产生的接触电势例如Cu/Zn不同金属电池的电动势电池的电动势标准氢电极标准氢电极用镀铂黑的金属铂导电规定即任意温度下的标准氢电极的电极电势为零（点）.标准氢电极标准氢电极用镀铂黑的金属铂导电规定即任意温度下的标 （-） （+） 阳极，氧化 阴极，还原 以标准氢电极为负极，待测电极为正极，因为 为 零，所测电动势即为待测电极的氢标还原电极电势。氢标即以标准氢电极为参考标准或者基准点.“还原”的含意:不管实际情况如何,先将待测电极为正极,应该发生得到电子的反应.当然,

3、如果E实测为负,表明实际上发生的是失去电子的反应,即得到电子的能力不如H+ （-） （+） 以标准氧化态+ze-还原态a(Ox) + ze- a(Red)这就是电极反应的Nernst方程。当凝聚相为纯态,气体和溶液中的各物种的活度为1时,称为标准电极电势.见书中P272-273,表6-8氧化态+ze-还原态这就是电极反应的Nernst方程。当凝生化标准电极电势,见P274,表6-9生化标准电极电势,见P274,表6-9对于任一电池的电动势E,都可以由两个电极的电极电势计算出.如果没有液体接界电势或者使用了盐桥.以Cu/Zn电池为例.从电极反应到电池反应;从电极电势到E(板书) 对于任一电池的电

4、动势E,都可以由两个电极的电极电势计算出.如可逆电极种类金属与其阳离子组成的电极氢电极氧电极卤素电极汞齐电极 金属-难溶盐及其阴离子组成的电极金属-氧化物电极氧化-还原电极第一类电极第二类电极第三类电极可逆电极种类金属与其阳离子组成的电极金属-难溶盐及其阴离子组Na+(a+)|Na(Hg)(a) Na+(a+)+nHg+e- Na(Hg)n(a)电极 电极反应Mz+(a+)|M(s)Mz+(a+)+ze- M(s)H+ (a+)|H2(p),Pt2H+(a+)+2e- H2(p)OH-(a-)|H2(p),Pt 2H2O+2e- H2(p)+2OH-(a-)H+(a+)|O2(p),PtO2(

5、p)+4H+(a+)+4e- 2H2OOH-(a-)|O2(p),Pt O2(p)+2H2O+4e- 4OH-(a-) Cl- (a-)|Cl2(p),Pt Cl2(p)+2e- 2Cl-(a-)第一类电极解释为什么写成正极形式.Na+(a+)|Na(Hg)(a) Na+(a+)+nHg电极 电极反应Cl-(a-)|AgCl(s)|Ag(s) AgCl(s)+e- Ag(s)+Cl-(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第二类电

6、极金属-难溶盐及其阴离子组成的电极金属-氧化物电极电极 电极反应Cl-(a-)|AgCl(s电极 电极反应Fe3+(a1), Fe2+(a2)|PtFe3+(a1)+e- Fe2+(a2)Cu2+(a1), Cu+(a2)|PtCu2+(a1)+e- Cu+(a2)Sn4+(a1), Sn2+(a2)|PtSn4+(a1)+2e- Sn2+(a2)氧化-还原电极第三类电极电极 电极反应Fe3+(a1), Fe2+参比电极0.10.33371.00.2801饱和0.2412 氢电极使用不方便，用有确定电极电势的甘汞电极作二级标准电极。因为所以参比电极0.10.3337 氢电极使用不方便，用有电极

7、电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件电极电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件电极电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件电极电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件外电位把单位正电荷在真空中从无穷远处移到离表面 10-4cm处所作的电功，可以测量。表面电势从10-4cm将单位正电荷通过界面移到物相内部所作的功。无法测量。内电位无法测量。物质相的内电位、外电位、表面电势外电位把单位正电荷在真空中从无穷远处移到离表面 10-4c = - =( + )-( + )=( - ) 可测量+( - ) 不可测量 = - E =接触+-+ =CuZn

8、+ ZnSol + SolCu+(Zn+Zn)-(Sol+Sol) =Cu-Cu设：使用盐桥，扩散0可以测量=(Cu+Cu)-(Zn+Zn) +(Sol+Sol)-(Cu+Cu)E =接触+-+(Zn+Zn)-(Sol+ 测定电动势时必须正确断路，才能使电动势等于两个相同金属的外电位之差，可以测量。当电池的两个终端相为同一物质时，称为正确断路。例如下述电池： 测定电动势时必须正确断路，才能使电动势等于两个相同金E (Ox|Red) 0E(Ox|Red) 0E(Ox|Red) 0标准氢电极电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件电极电势及可逆电池的种类661-电极电势产生的原因-课件图中的错误?汞和甘汞在内部的素瓷管中.本节完图中的错误?汞和甘汞在内部的素瓷管中.本节完电极电势及可逆电池的种