电池电动势及极化现象课件

第七章电池电动势及极化现象一、原电池及其书写方式7-1原电池的电动势1.构成两电极,电解质溶液,盐桥(-)阳极,氧化(+)阴极,还原2.由反应式写出原电池的符号(1).电极反应(氧化还原电对)（-）Zn|ZnSO4（a1）||CuSO4（a2）|Cu（+）（-）负极

|溶液（a1）||溶液（a2）|正极（+）电池反应:(2)写法规定例:(3).由原电池符号写出电极反应、电池反应例:电池反应:注:酸性介质中:多氧的一方加H+,少氧的一方加H2O配平碱性介质中:多氧的一方加H2O,少氧的一方加

OH-配平例:二、可逆电池是可逆过程的有用功,电池必须是热力学可逆电池才能得到可逆电池电动势E为了满足热力学可逆要求,须达到一下两点:(1).电池反应可逆:充放电反应恰好相反(2).充放电以热力学可逆方式进行三、电池电动势及其测定1.电池电动势在通过电池的电流趋于零的情况下两极之间的电势差.(可由实验测定)2.补偿法测电动势原理GWBB’AXS3.惠斯顿(Weston)标准电池负极：正极：电池反应：电动势稳定,随温度变化小惠斯顿标准电池的特点：7-2可逆电池热力学电池的可逆热效应:吸热放热无热效应二、可逆电池电动势和各物质活度关系1.能斯特方程<例>注:(1).必须是可逆电池才能用上式.(2).气体用逸度代替其分压,纯固(液)体a=1平衡时:或:7-3电极与电极电势1.电极电势的产生双电层理论:金属放入溶液中时,金属离子有溶入溶液的趋势,溶液中的离子也有到金属上的趋势,达到平衡时净结果有两种可能:形成双电层,双电层的电势差就是电极电势。+++++++

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|||||||+++++++二、标准电极电势1.标准氢电极规定:标准态:H2H2PtH+2.标准电极电势(1).标准电极(2).标准电极电势的测定测定该电池的电动势:例:说明Cu2+

比H+

易还原说明Zn2+

比H+

难还原3.还原电势按以上规定,被测电极是以还原反应的形式表示的电极电势,通式:电极电势的值一律以还原电势为标准,不管被测电极实际是正极或负极,它反应了在该电极上发生还原反应趋势的大小.(4).标准电极电势表的应用三、电极电势与活度的关系例:即：注:(1).公式中[氧化],[还原]应包括所有参加电极反应的物质的活度例:(1)(2)7-4电极电势测定的应用一、电动势法测定电池反应的热力学数据[例1]<分析>难溶盐浓度很小，可看作理想稀溶液，认为：活度=浓度将上反应设计为原电池来计算[解]电池（1）的电池反应：电池（2）的电池反应：[例2]<分析>[解]总反应：查表：二、离子选择电极及其应用专用于测定溶液中某种特定离子活度的一种指示电极1.玻璃电极0.1mol.dm-3HCl玻璃薄膜铂丝(外覆Ag-AgCl)玻璃电极--甘汞电极内部溶液水化胶层水化胶层待测溶液干玻璃层M+(玻璃)M+(溶液)H+(溶液)H+(玻璃)产生液界电势三、电势滴定法将反应体系与参比电极组成电池,利用滴定过程中的电势突变来代替指示剂特别适用于氧化还原反应体系。例：0.6C’四、电势--pH图由于水溶液中的H+也参与反应，所以电势除了与溶质离子浓度有关，还与pH有关。当浓度一定时，电极电势---pH成函数关系，作图显示。7-5浓差电池电池化学电池浓差电池电池反应为化学反应浓差迁移过程溶液浓差电池电极浓差电池一、溶液浓差电池电极材料相同，分别插入不同浓度的同一电解质溶液中<例>（正极）高浓度低浓度（负极）离子二、电极浓差电池两电极材料相同，浓度不同，插入同一种溶液<例>汞齐电极浓差电池总反应：（负极）高浓度低浓度（正极）Cd三、液体接界电势及盐桥当不同浓度的电解质溶液或不同物质的电解质溶液相接触时，由于离子扩散（运动）速度不同引起扩散达平衡时，形成双电层，界面电势差为液接电位（不可逆电势），为了保持电池的可逆性用盐桥消除它+++++++

||||||||盐桥物质：<例>7-6电解与极化一、电解和分解电压电解时需外加电压,使Ee大于某个值时,电解才能进行.实际分解电压:为使电解顺利进行所需的最小电压diE二、极化和超电势1.极化有电流通过时,电极电势偏离平衡值的现象.2.极化曲线电极极化时:阴极电势的代数值变小阳极电势的代数值变大阳极极化曲线阴极极化曲线3.超电势有电流通过时,电极电势与平衡电极电势之差电解池原电池7-7

金属的腐蚀与防护化学腐蚀电化学腐蚀金属腐蚀化学电池，有电流金属表面直接与介质中的氧化性组分发生氧化还原反应而引起的腐蚀一、腐蚀电池阳极阴极粘土沙土O2易渗入O2难渗入二、析氢、吸氧腐蚀1.析氢腐蚀<阳极><阴极>酸性溶液中易发生2.吸氧腐蚀<阳极><阴极>三、金属的电化学保护阴极保护法:使原来腐蚀电池中作为阳极的金属变为阴极,则该金属不会被腐蚀了.1.牺牲阳极保护法2.外加电流法辅助阳极金属四、金属的钝化