电极电势与电池电动势

当用导线连接原电池的两电极，检流计指针就会偏转，表明在两电极之间存在电势差，即两电极的电势不同。电池电动势：是指电池正负电极之间的平衡电势差，即在没有电流通过时的两电极之间的电势差，通常用E表示

E

=E+－E－

电极电势产生的原因：

扩散双电层理论4.2.1电极电势与电池电动势的产生

ZnZn2++2e溶解沉淀4.2.2电极电势的确定和标准电极电势1.标准氢电极3.参比电极

甘汞电极

甘汞电极的电极电势与KCl浓度的关系2.任意电极电势数值和符号的确定电极电势数值的确定:标准电极电势：待测电极处于标准态时，所测得的电极电势。标准电极电势符号的确定:H+(1mol·dm-3)|H2(p)|Pt

电极反应：2H+(1mol·dm-3)+2e→H2(p)E

(H+/H2)=0播放动画4.2.3影响电极电势的因素——能斯特方程1、电池电动势的能斯特方程

化学反应等温方程式：

△rGm=△rGm

+RTlnQ

∴－nFE=－nFE

+RTlnQ

对于aA+bB→gG+hH25℃时，浓度对电池电动势的影响2、电极电势的能斯特方程式：对于a

Ox+ne→

bRed

E(Ox/Red)

25℃时，注意：反应体系中是固体或纯液体时，其浓度视为1。对于气体组分，用分压代替浓度，并要将分压作标准化处理下一节（2）浓

差电池

（1）电极电动势的影响因素

A、浓度对电极电动势的影响

B、溶液pH对电极电动势的影响

C、沉淀的生成对电极电势的影响

D、配合物的生成对电极电势的影响

E、弱电解质的生成对电极电势的影响Au(s)与Cl2(g)在水溶液中的反应方程式为：2Au+3Cl22Au3++6Cl-标准态条件下正向反应能否发生?若与纯金相接触的AuCl3浓度为1.0×10－3mol·dm-3，Cl2的分压是1×105Pa,正向反应能否发生?试问：浓度对电池电动势的影响1)Eθ池=

Eθ(Cl2/Cl-)－Eθ(Au3+/Au)=(+1.36V)－(+1.42V)=－0.06V（不能）（能）2)解例：用纯水代替构成标准氢电极的酸性水溶液，试计算该氢电极的电极电势。解将氢电极半反应中的n值和纯水中c(H3O+)＝1.0×10-7mol·dm-3,代入上式得:例如对于如下电极反应（假定MnO4－和Mn2+的浓度均为1mol·dm-3）

MnO4－+8H++5e→Mn2+(aq)+4H2O

E(MnO4－/Mn2+)=1.507V

即pH=0[c(H+)=1mol·dm-3]时的电极电势为1.507V

当pH=5时：可见，酸度降低后，E(MnO4－/Mn2+)明显降低，使MnO4－的氧化能力显著下降，所以MnO4－在强酸性条件下的氧化能力强。解：例：Ag例：Cu氨水Cu2+例：解：解：例：电极电势数值的确定E=E(Cu2+/Cu)－E(H+/H2)

=E(Cu2+/Cu)

=0.34V电极电势的绝对值无法测量，必须与标准氢电极构成电池，规定标准氢电极的电极电势为0V，通过测量电池的电动势，获得该电极的电极电势。如：铜电极电势的确定电极电势符号的确定电极电势值可正、可负，由电位差计指针的偏转来确定。正负值是相对于标准氢电极为零而言的。E=E(Cu2+/Cu)

=0.34VE=E(Zn2+/Zn)

=-0.76V正值意味着标准铜电极的电势比标准氢电极高负值意味着标准锌电极的电势比标准氢电极低参比电极素瓷头Hg2Cl2HgPtKCl溶液甘汞电极Cl

-(c)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)电极反应：Hg2Cl2(s)+2e→

2Hg(l)+2Cl-(c)甘汞电极的电极电势与KCl浓度的关系浓差电池由两个种类相同而电极反应物浓度不同的电极所组成的电池。可分为①双液浓差电池如：

Ag（s）|AgNO3（c1）||AgNO3（c2）|Ag（s）

电池反应为：Ag+（c2）Ag+（c1）

②单液浓差电池如：

Pt|H2（p1）|H+（c）|H2（p2）|Pt

电池反应为：H2（p1）H2（p2）

（WaltherHermannNernst,1864-1941年）德国物理化学家，1864年6月25日生于西普鲁士的布利森。1887年获博士学位。1891年任哥丁根大学物理化学教授。1905年任柏林大学教授。1925年起担任柏林大学原子物理研究院院长。1932年被选为伦敦皇家学会会员。由于纳粹政权的迫害，1933年退职，在农村度过了他的晚年。1941年11月18日在柏林逝世。

能斯特的研究主要在热力学方面。1889年，他从热力学导出电化学中著名的能斯特方程。同年，还引入溶度积这个重要概念，用来解释沉淀反应。他用量子理论的观点研究低温下固体的比热；提出光化学的“原子链式反应”理论。1906年，根据对低温现象的研究，得出了热力学第三定律，人们称之为“能斯特热定理”，这个定理有效地解决了计算平衡常数问题和许多工业生产难题。因此获得1920年诺